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ベリリウム銅の一般的用途
ベリリウム銅（BeCu）またはベリリウム青銅は、ベリリウムの割合が0.2%から2%と少ない高性能銅合金です。このユニークな配合により、この合金は高強度、優れた電気・熱伝導性、耐食性、非磁性、耐スパーク性といった優れた特性を備えている。
そのため、ベリリウム銅はエレクトロニクス、航空宇宙、石油・ガスなどの分野で使われています。以下は、ベリリウム銅の最も一般的な用途である：
1.弾性・導電性部品
ベリリウム銅合金は、スイッチ、コネクター、バネ接点などの導電性弾性部品の製造に使われます。その強度は他の銅合金の約2倍です。また、BeCuは高い導電性を持っています。そのため、疲労や変形を起こすことなく、頻繁な曲げやたわみに耐えることができる。
テレコミュニケーションやエレクトロニクスの業界では、ベリリウム銅は信号コネクターや電気端子、バッテリーの接点によく使われます。これらの部品は、限られたスペースの中で精度と耐久性を必要とする。
2.耐摩耗性ベアリングとブッシュ
ベリリウム銅は耐摩耗性があるため、滑り軸受やブッシュによく使われます。これらの部品は通常、摩擦や振動、高荷重にさらされる。ベリリウム銅の耐疲労性は長時間の使用に適しています。
よく知られた例として、航空業界があります。アメリカン航空は以前、従来の銅のベアリングをベリリウム銅のベアリングに置き換えました。すると、8,000時間から28,000時間の耐用年数の向上がありました。このような強度は、ダウンタイムとメンテナンスコストを大幅に削減します。
3.防爆工具
ベリリウム銅のもうひとつの優れた特性は、火花が出ないことだ。通常の金属で作られた工具は、硬い表面にぶつかると火花を発し、石油精製所、化学工場、鉱山などの爆発性の環境では、大きな安全上の問題を引き起こします。
しかしベリリウム銅の工具は、そのようなリスクを排除します。ベリリウム銅工具は、可燃性の蒸気やガスが発生する可能性のある場所で、レンチ、スクリュードライバー、ハンマー、ノミなどに使用されます。これらの工具は、従業員に安全感を与え、危険な作業環境における厳格な安全要件を満たしている。
4.精密金型とダイカスト
ベリリウム銅は熱伝導率がよく、硬度が高く、熱変形しにくい。そのため、金型、特にプラスチック射出成形金型やダイカスト金型に適しています。熱伝導率が良いため、プラスチック部品の急速冷却も可能です。
ベリリウム銅の金型は表面仕上げがよく、熱疲労が少ないことでも知られています。これらの合金は公差を厳密に保つこともできます。また、合金の再利用性は、金型製造における全体的なコストを削減します。
[1]
5.高導電性電気部品
強度や高導電性の用途では、ある種のベリリウム銅合金、すなわちCu-Ni-BeやCo-Cu-Beが広く使用されている。これらは50%IACS(国際アニール銅規格)のレベルまで電気伝導性を提供することができ、電気接点、電極、高性能リレー素子などに利用されています。
例えば、抵抗溶接電極に使用されています。これらの電極は大電流を流す必要があります。また、機械的摩耗や熱応力にも耐える必要があります。
ベリリウム銅合金の種類
ベリリウム銅合金は2種類に分類される：
-高導電性ベリリウム銅 (0.2%～0.6% Be)：強度を犠牲にして導電性を重視し、電気および電子機器に使用される。
-高強度ベリリウム銅（1.6%～2.0%Be）：高い導電性で最大の強度を持ち、構造的・機械的用途に適する；
ベリリウム銅はまた、米国規格により4つの主要なタイプに分類される：
1.C17200 (1.8-2.0%Be)
- 高強度（熱処理後200ksiまで）、耐疲労性、耐摩耗性に優れる。
- 航空宇宙、精密機器、コネクター、金型などに使用される。
2.C17300 (0.2-0.6%Be、鉛添加)
- 強度は低いが被削性が向上。
- 電気コネクター、スイッチ、ファスナーなどに使用される。
3.C17500 (0.4-0.7%Be、コバルト添加)
- 電気・熱伝導性が良く、強度は中程度。
- 抵抗溶接部品や電気接点に使用される。
4.C17510 (0.4-0.7%Be、ニッケル添加)
- C17500より強度が高く、導電性は良好。
- 自動車、航空宇宙用電気システムに使用される。
さらに読む一般的なベリリウム銅の種類
結論
ベリリウム銅の強度と特性は、多くの産業で有用です。電子コネクターやノンスパーキングツールとして使用されています。ベリリウム銅合金は決して期待を裏切りません。その他のベリリウム銅合金については、スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。
まとめ表ベリリウム銅の一般的用途
|
用途 |
特徴 |
用途例 |
|
弾性・導電性部品 |
高強度、弾性、良好な導電性 |
スプリング、コネクター、スイッチ接点、バッテリー端子 |
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耐摩耗性ベアリング＆ブッシュ |
超耐摩耗性、耐疲労性 |
航空機ベアリング、ブッシング |
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防爆工具 |
ノンスパーキング、耐食性 |
ハンマー、レンチ、ノミ |
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精密金型・ダイカスト |
高硬度、熱伝導性 |
プラスチック射出成形金型、ダイカスト金型、精密金型 |
|
高導電性電気部品 |
強度と導電性（最大50％IACS） |
溶接電極、電気接点、リレー部品 |
参考文献
[1] Baum, Markus & Jasser, Fabian & Stricker, Michael & Anders, Denis & Lake, Simone.(2022).Numerical simulation of the mold filling process and its experimental validation.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.120.1-12.10.1007/s00170-022-08888-9.
Chin Trento
