銅 C103（TU2）
銅 C103（TU2）の概要
銅 C103（TU2）は、極めて高い電気伝導率と優れた耐食性で知られる無酸素銅の特定グレードです。本グレードは酸素含有量が最小限（0.001% 未満）で、無酸素高導電（OFHC）銅と呼ばれることが多いです。TU2 は銅の特定の純度および無酸素品質を示す区分であり、高性能と低不純物が重要となるさまざまな産業用途に適しています。
銅 C103（TU2）は、高い電気伝導率と耐食性が最重要となる用途で広く使用されています。電力システム、通信（テレコミュニケーション）、精密電子部品などで多用され、信頼性の高い性能が求められる分野に適しています。過酷環境下でも長期にわたり導電性を維持できることから、コネクタ、端子、電気配線などの部品材料として、特定産業で理想的な選択肢となります。
高い純度により、銅 C103（TU2）はCNC 加工サービスのプロジェクトに適しており、特に電気システム、通信、精密電子部品向けのCNC 加工銅部品の製作に用いられます。
銅 C103（TU2）の化学特性・物理特性・機械特性
化学成分（代表値）
元素 | 含有量範囲（wt.%） | 主な役割 |
|---|---|---|
銅（Cu） | ≥99.99 | 優れた電気伝導性および熱伝導性を確保 |
酸素（O） | ≤0.001 | 低酸素により酸化を抑制し、導電性を維持 |
その他 | ≤0.01（合計） | 材料特性への影響が無視できる程度の残留元素 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 8.92 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 1083°C | ASTM E29 |
熱伝導率 | 20°C で 398 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°C で ≥101% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 110 GPa | ASTM E111 |
機械特性（焼なまし材）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 240 MPa | ASTM E8/E8M – 全断面試験片 |
耐力（0.2%） | 70 MPa | ASTM E8/E8M – オフセット法 |
伸び | 38% | ASTM E8/E8M – ゲージ長 = 50 mm |
硬さ | 45 HB | ASTM E10 – ブリネル硬さ（10 mm 球／500 kg 荷重） |
疲労強さ | ~95 MPa | ASTM E466 – 回転曲げ疲労（10⁷ 回） |
衝撃抵抗 | 135–160 J（シャルピー） | ASTM E23 – V ノッチ、室温 |
注：これらの値は、室温における焼なまし（軟質）銅 C103（TU2）の代表値です。冷間加工により機械強度は増加しますが、伸びが低下する場合があります。
銅 C103（TU2）の主な特長
優れた電気伝導率（≥101% IACS）
銅 C103（TU2）は、ASTM B193 によれば ≥101% 国際焼なまし銅標準（IACS）に達する優れた電気伝導率を示します。この高い導電性により、抵抗損失の低減と効率的な電流流れが重要となる高性能用途（電力システム、コネクタ、電装部品など）において、非常に優れた選択肢となります。
優れた熱伝導率（398 W/m·K）
銅 C103（TU2）は、20°C における熱伝導率が 398 W/m·K と高く、熱伝達用途で優れた性能を発揮します。そのため、熱交換器、迅速な放熱が必要な電気システム、温度管理が重要な部品に適しています。高い熱伝導率により、電気回路や部品で発生した熱を効率良く管理できます。
高い延性と成形性
銅 C103（TU2）は優れた延性を示し、伸びは通常 35% 以上です（ASTM E8/E8M）。この特性は CNC 加工において重要で、材料の構造健全性を損なうことなく、複雑な部品形状へ容易に加工できます。ワイヤ、薄板、バスバーなど多様な形態へ冷間加工でき、幅広い用途に対応する汎用性の高い材料です。
耐食性と長寿命
銅 C103（TU2）の低酸素含有は、特に湿潤環境や塩分環境における耐食性を高めます。時間の経過とともに緑色の酸化皮膜を形成しやすい他の銅合金とは異なり、銅 C103（TU2）は劣化しにくく、明るい金属光沢の表面を維持しやすいため、高性能用途で長寿命と高耐久を実現します。耐食性に優れることから、屋外用途、海洋環境、送配電システムに適しています。
非磁性・安定した焼なまし状態
銅 C103（TU2）は非磁性であり、通信（テレコミュニケーション）や高感度電子部品など、磁場干渉を最小化する必要がある用途で重要です。さらに、焼なまし状態の銅合金として、広範な成形工程後も優れた導電性と寸法安定性を維持し、長期にわたり機械特性および電気特性を保持します。
銅 C103（TU2）の CNC 加工における課題と解決策
加工上の課題
加工硬化
銅 C103（TU2）は、とくに高い切削速度条件で加工硬化を起こしやすい材料です。材料が変形するにつれて硬さが増し、被削性が低下するため、工具摩耗の増加や部品の変形を招く可能性があります。
解決策： CNC 加工では、低めの切削速度を使用し、送り条件を最適化して加工硬化を低減します。TiAlN などの工具コーティングは摩擦を低減し、切れ刃での硬化を抑えるのに役立ちます。
切りくず生成
高い延性のため、銅 C103（TU2）は長く糸状の切りくずを発生させやすく、機械内で絡まって加工を妨げ、ワーク損傷の原因となることがあります。
解決策： チップブレーカ付き工具や正のすくい角工具を使用すると、切りくず流れが改善され、切りくずの堆積を低減できます。また、安定したクーラント供給により切りくず排出を促進し、目詰まりを防止します。
高い熱伝導率
銅 C103（TU2）は熱伝導率が高いため、切削界面で過度な発熱が生じる場合があります。これにより工具摩耗が加速し、仕上げ面品質へ影響する可能性があります。
解決策： 発熱管理には高性能クーラントシステムが不可欠です。耐熱性に優れた超硬工具の使用も推奨され、加工における熱の影響を低減できます。
最適化された加工戦略
工具選定
パラメータ | 推奨 | 理由 |
|---|---|---|
工具材質 | 無コートまたは PVD コート超硬 | 凝着に強く、長時間の加工でも鋭い刃先を維持 |
形状 | シャープな刃先、高いすくい角 | 切りくず流れを改善し、工具摩耗を低減 |
切削速度 | 200–350 m/min | 過度な工具発熱を抑えつつ高い除去能率を確保 |
送り | 0.12–0.35 mm/rev | バリ生成を抑えながら切りくず排出性を向上 |
クーラント | 水系切削液 | 冷却と潤滑で摩擦と発熱を低減 |
銅 C103 の切削条件（ISO 513 準拠）
加工 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み（mm） | クーラント圧（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 200–280 | 0.25–0.30 | 1.5–3.5 | 25–40（フラッドクーラント） |
仕上げ加工 | 280–350 | 0.10–0.20 | 0.5–1.0 | 30–50（フラッドクーラント） |
銅 C103（TU2）で一般的な加工サービス
銅 C103（TU2）は多様な加工プロセスに適していますが、高品質な仕上げと効率的な生産のためには、切削条件の適切な管理が必要です。以下は一般的な加工サービスです：
加工プロセス | 銅 C103（TU2）への適合性 |
|---|---|
高精度で銅部品の一般形状加工および仕上げに最適 | |
平面、ポケット、複雑形状を高い寸法精度で加工可能 | |
棒材、管材、コネクタなどの円筒部品に効率的 | |
バリを最小限に抑えた高精度の穴加工に最適 | |
穴径を正確な寸法へ拡大し、良好な面粗さを維持 | |
複雑形状に対して高い寸法管理で滑らかな仕上げを実現 | |
1 回の段取りで多面形状を加工でき、複雑部品に最適 | |
重要用途向けに厳しい公差と高い再現性を確保 | |
難加工形状の銅部品に対する精密切断や微細加工に適合 |
銅 C103 CNC 部品向け表面処理
電解めっき: スズ、ニッケル、または銀の層で銅を被覆し、耐食性を高め、電気接点やコネクタのはんだ付け性を改善します。
研磨: 光沢のある滑らかな仕上げ（Ra 0.1–0.6 µm）を実現し、外観性と電子部品の接触品質を向上させます。
ヘアライン（ブラッシング）: サテンまたはマットの表面を形成し、ぎらつきを抑え、コンシューマー製品や電気機器の外観部品の意匠性を高めます。
PVD コーティング: 薄膜（2–3 µm）により耐摩耗性、色安定性、耐久性を向上し、高性能な電気部品に適します。
不動態化（パッシベーション）: 銅表面の残留油分や酸化物を除去することで耐食性を高める化学処理です。
粉体塗装: 過酷環境に曝される部品に適した耐久性ポリマーコーティングで、湿気、紫外線、摩耗に対して優れた保護を提供します。
テフロンコーティング: 優れた耐薬品性と非粘着性を提供し、攻撃性の高い物質に曝される部品に最適です。
クロムめっき: クロムの薄膜を付与して耐摩耗性、表面硬さを向上させ、高級電装部品向けに光沢仕上げを提供します。
銅 C103（TU2）の産業用途
電気・配電: 銅 C103（TU2）は高い導電性と耐食性により、バスバー、電力コネクタ、ケーブルに広く使用されます。
航空宇宙・防衛: 航空機の電気システムや高精度コネクタなど、低い磁気透過率が求められる部品に最適です。
医療機器: MRI 装置など、非磁性かつ導電性部品が必要な機器に使用されます。
自動車: 大電流コネクタ、電気端子、ヒューズボックス。
コンシューマーエレクトロニクス: スピーカー端子、高性能コネクタなど、導電性が重要となる電装部品。
