ベリリウム銅（BeCu、ベリリウムブロンズ）は、0.5%〜2% のベリリウムを含有する銅合金です。20 世紀初頭に開発され、銅の導電性に加えて、強度、硬度、および耐食性が大幅に向上しました。高導電タイプのベリリウム銅合金（0.2%〜0.7% のベリリウムに加え、ニッケルおよびコバルトを含有）は、電子・電気・機械・産業システムに不可欠です。コバルトやニッケルなどの添加元素は、結晶粒成長を抑制し、時効硬化性を高めるなど、特定の特性を向上させます。これらの卓越した特性により、第二次世界大戦中、レーダーシステムなど強度と導電性を同時に求められる用途でベリリウム銅は重要な役割を果たしました。優れた被削性により精密成形・加工が容易で、順送プレス金型に最適な材料です。
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ベリリウムを 0.5%〜2% 添加するだけで合金の硬度が大幅に向上し、多くの鋼材よりも高い耐久性を発揮します。最大引張強さは 1,510 MPa（219,000 psi）に達し、現存する銅系材料の中で最も高強度です。 |
代表的なベリリウム銅合金
- C17200（合金 25）— 最高の硬度と強度を持ちます。
- C17500（合金 3）— BeCu 2 よりも高い導電性を有し、電源コネクタに適しています。
- C17510（合金 10）— 高い熱伝導率と良好な強度を兼ね備え、耐熱用途に最適化されています。
- CuCoBe— 高い導電性と低い表面酸化を両立します。
ベリリウム銅が製造技術で活躍する理由
冷間加工の一種である順送プレス加工では、金属ストリップが自動的に複数のステーションを順に通過し、それぞれが切断・曲げ・絞りなどの工程を行います。ベリリウム銅に適用すると、高強度・高導電性・耐食性・寸法精度を満たす複雑形状部品を量産できます。ベリリウム銅の優れた耐摩耗性と汎用性により保守が軽減され、航空宇宙、自動車、医療機器など多様な業界で採用されています。
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ラヤナはベリリウム銅部品の取扱い実績が豊富で、プレス工程自体は危険を伴いません。精密プレス加工中、オペレーターがベリリウムを吸入するリスク等はございません。ただし、ベリリウム銅は規制対象材料のため、原材料輸入時の税関検査によりリードタイムが延長され、輸出入手続きの複雑さが材料コストを押し上げる要因となります。
ラヤナの順送プレス対応力
ラヤナには、シンプルな金型から順送金型まで、40年の経験を持つ者もいる金型製作のコアチームがあり、ほとんどの金型は社内で製作されています。
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カテゴリー |
能力 |
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金型の最大サイズ |
最大 2,500mm*1,000mm*550mm |
| 金型の最大重量 | 最大 1,200kg |
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材料の厚さ範囲 |
0.02mm~6mm |
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公差範囲 |
最大 ±0.01mm |
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月間生産量 |
10 セットの金型 |
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ラヤナプレス機のトン数 |
25トンから300トンまで |
ベリリウム銅の特性
- 強度・硬度：適切な工程管理により、引張強さ 1,510 MPa（219 ksi）、耐力 1,400 MPa（200 ksi）、ロックウェル C 36–45（ブリネル 300–400）を達成可能です。冷間加工でさらなる機械的性質の向上が見込めます。
- 熱・電気特性：融点は 965–1,000 °C（1,770–1,830 °F）、300 °C まで強度を保持し、電気伝導率は 12.5–28 MS/m、熱伝導率は 113–240 W/mK です。
- 耐食・耐摩耗性：海水環境を含む過酷条件下でも摩擦・酸化・腐食に強く、ガス設備など防爆環境に適しています。
- 弾性係数：130 GPa（18.9 × 10⁶ psi）と高く、優れた剛性を提供します。
- 加工性：銅分が高く切削性に優れます。鉛添加でさらに向上し、切削油が粉塵を捕縛しますが、適切な換気と個人保護具でベリリウム粉塵の吸入を防ぐことが不可欠です。
- 耐久性・安定性：応力下でも性能を維持し、水素脆化に強く、広い温度域で安定しています。時効硬化により繰返し荷重下での疲労強度が向上します。
ベリリウム銅の用途
- 電気コネクタ：高導電性と耐久性により、通信機器や EV 充電コネクタに最適です。
- バネ・接点：極めて高い耐疲労性が長期信頼性を保証します。
- 自動車部品：センサー、点火システム、バッテリー端子など、過酷な応力と温度に耐えます。
- 航空宇宙・防衛：アルミやマグネシウムより重いものの、体積当たりの強度に優れ、衛星、シールド機器、軍用コネクタなどで採用される場合があります。
- 医療機器：防爆・非磁性が求められる器具に有用ですが、毒性懸念によりステンレスやチタンほど普及していません。
精密部品：非磁性により時計業界の精密計器に最適です。
豆知識： ベリリウム銅合金は非磁性で、広い温度範囲で強度を維持できるため、高応力環境や極低温用途にも適しています。
安全および環境への配慮
ベリリウム銅は多大な利点を提供しますが、ベリリウム含有に伴い適切な取扱いが求められます。熱処理時にベリリウム粉塵や蒸気を吸入すると深刻な肺疾患（ベリリウム症）を引き起こす恐れがあります。熱処理は通常、775–805 °C の固溶処理と約 315–330 °C の時効硬化を行いますが、温度は合金と要求特性によって変動します。過時効は強度低下を招くため、析出管理が不可欠です。加工時は高性能な集塵・換気設備と適切な個人防護具を使用し、作業者を保護いたします。なお、ベリリウム銅は完全にリサイクル可能で、高性能用途に再利用されることが一般的です。