ブロンズ
各種青銅の物理的性質
ブロンズ 青銅は、多様な材料特性を持つ合金を作るために、成分比を調整することができます。以下は、一般的な青銅合金の名称と性能パラメーターの一覧です。
| 素材 | グレード（標準） | 引張強さ (MPa) | 疲労強度 (MPa) | 硬度 | 密度 (g/cm³) | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 錫ブロンズ | CuSn10 (EN CC480K / GB相当) | ≈ 320 | ≈ 110 | ≈ 100 HB | ≈ 8.8 | 錫青銅鋳造 |
| 錫青銅（リン青銅） | CuSn6 (ASTM B103 / UNS C51900) | 500-765 | ≈ 165-255 | 174-210 HB | ≈ 8.84 | 鍛造、気性に依存 |
| アルミニウム・ブロンズ | CuAl10Fe3 (EN CW307G / GB相当) | 610-760 | ≈ 200-250 | 160-230 HB | 7.5-7.8 | 鋳造／鍛造に依存 |
| ニッケル・アルミニウム・ブロンズ | CuAl11Ni6Fe5 (ASTM B150 / UNS C63000) | ≈ 760 | ≈ 255 | ≈ 94 HRB | ≈ 7.58 | 高強度アルミニウム青銅 |
| ベアリング・ブロンズ | CuPb15Sn8 (ISO 4382 / UNS C93800に類似) | 170-220 | ≈ 69 | 60-65 HB | ≈ 9.25 | ハイリード・ベアリング・ブロンズ |
| 鉛入り錫ブロンズ（ガンメタル） | CuSn5Zn5Pb5 (EN CC491K) | 200-270 | ≈ 65-90 | 60-70 HB | 8.8-8.9 | 鋳造ガンメタル |
| 鉛入り錫青銅（SAE 660） | CuSn10Pb5 (ASTM B505 / UNS C93200) | ≥ 241 | ≈ 110 | ≈ 65 HB | 8.8-8.9 | 標準ベアリング・ブロンズ |
青銅部品の表面仕上げ
| プロセス | 説明 |
|---|---|
| 電気めっき | 青銅表面に金属の層をめっきして特性を向上させます。選択肢には銅めっき、ニッケルめっき、クロムめっきがあります。. |
| 化学研磨 | 青銅部品を化学研磨液に浸して、汚れ、不純物、酸化被膜を除去し、明るい表面と耐食性の向上を実現します。. |
| 不動態化 | 化学的方法または電気化学的方法で青銅表面に緻密な酸化被膜を形成し、空気や湿気から隔離して耐食性を高めます。. |
| ワイヤードローイング | 研磨工具を使用して青銅表面に直線、ランダムライン、波状ラインなどのテクスチャーラインを作成し、装飾性と滑り止め効果を持たせます。. |
| 研磨 | 研磨およびポリッシングによって青銅表面を滑らかで平坦にし、光沢と仕上がりを向上させます。. |
| スプレーコーティング | エポキシ樹脂やポリウレタンなどの防食コーティングをスプレーして保護層を形成し、屋外や過酷な環境で使用される部品に適しています。. |
| ブラックオキサイド | 青銅部品を空気・水蒸気または化学溶液中で加熱することで、表面に青色または黒色の防食酸化被膜を形成します。. |
| 化学着色 | 青銅を化学溶液と反応させて、茶色や青色などの着色酸化被膜を生成します。. |
| 複合コーティング | 電気めっき中にナノ粒子（SiCやAl₂O₃など）を添加することで複合コーティングを作成し、耐摩耗性や耐傷性を向上させ、頻繁に摩擦を受ける部品に適しています。. |
ブロンズ材の長所と短所
長所
1. 良好な加工性:青銅は比較的柔らかく、切削抵抗が小さい。工具の摩耗が少なく、複雑な形状の部品に適している。
2. 優れた耐摩耗性:錫を含む青銅は適度な表面硬度を持ち、機械加工部品はベアリングやギアなどの摩擦部品に最適です。
3. 強い耐食性:空気中や海水などでは通常のスチールより優れており、屋外や湿度の高い環境に適している。
4. 優れた熱伝導性と電気伝導性:青銅本来の性質を保ち、放熱部品や導電部品に適している。
5. 高い寸法安定性:加工後の変形を最小限に抑え、精密部品の高精度を確保。
短所
1. 高い材料費:青銅は鉄やアルミなどに比べて高価で、大量生産におけるコスト圧力につながる。
2. 高密度:機械加工部品は重いため、装置全体の重量が増加する可能性があり、軽量化のニーズには適さない。
3. 限られた加工効率:切削は容易だが、高硬度の青銅合金（アルミニウム青銅など）は、高速加工時に工具の固着を起こすことがある。
4. 表面処理の制限:ブロンズ合金の中には、加工後の光沢が平均的なものもある。
青銅部品の応用分野
産業機械・トランスミッション部門：機械性能を向上させるためのベアリングやギア。.
海洋工学・造船セクター：推進システムや計器用アクセサリー。.
航空宇宙部門：バルブボディやブッシング。.
3Cエレクトロニクス部門：電子機器用のコネクタ、端子、ヒートシンク。.
ブロンズ素材に関するFAQ
ブロンズとはどのような素材ですか？
青銅は銅と錫を主成分とし、他の元素を加えた合金である。高強度、優れた鋳造性、耐食性を特徴とし、機械、造船、電気工学などの分野で広く利用されている。
青銅は磁性を持つか？
青銅は磁性を持たない。青銅は銅と錫の合金で、銅も錫も非磁性体であるため、青銅全体としては磁性を持ちません。この特性は、電子産業や精密機器の製造など、磁気に対する耐性が要求される用途で青銅に大きな利点を与え、防磁部品やバネ接点などの部品を製造するのに理想的です。
ブロンズは傷がつきやすいですか？
青銅は比較的硬度が低く、表面も柔らかいため傷がつきやすい。特に錫の含有量が多い青銅合金は柔らかく、さらに傷がつきやすい傾向がある。アルミニウムや亜鉛のような他の元素を加えることで、青銅の硬度を上げることができ、それによって傷に対する抵抗力が高まります。さらに、コーティングやメッキ処理を施すことで、青銅の表面に保護膜を作り、傷や摩耗から守ることができます。
