技術コラム

黄銅・リン青銅の種類と特徴

用途や求められる機能に応じて、主に以下の材質が使い分けられます。

無酸素銅（C1020）とタフピッチ銅（C1100）との比較

快削黄銅（C3604など）

「真鍮」として最も一般的に流通している材料です。鉛などを添加することで切削性を極限まで高めており、切粉が細かく砕けるため、自動旋盤による高速・大量生産に最適です。端子やバルブ、装飾品まで幅広く採用されています。

リン青銅（C5191、C5210など）

銅に錫とリンを添加した合金です。黄銅に比べて強度と硬度が高く、特に「耐疲労性」と「ばね特性」に優れています。スイッチの接点、コネクタの端子、薄板ばねなど、繰り返し荷重がかかる機能部品に不可欠な材料です。

脱鉛黄銅（カドミレス・鉛レス材）

近年、RoHS指令などの環境規制への対応から需要が増えている材料です。従来の快削黄銅に比べ、切削性が低下したり、切粉の分断が悪くなったりする傾向があるため、工具選定や加工条件の見直しが必要になります。

黄銅・リン青銅の切削加工のポイント

どちらも銅合金ですが、切削特性は大きく異なります。それぞれの課題に対応したアプローチが必要です。

切粉の形状管理と排出対策

黄銅

切粉が細かく分断されるため排出は容易ですが、微細な切粉が機械の摺動面や隙間に入り込みやすいという側面があります。定期的な清掃と微細切粉に対応したろ過装置の検討が有効です。

リン青銅

黄銅に比べて粘りがあるため、切粉が繋がりやすい傾向があります。切粉が工具に巻き付くとワークに傷をつけたり、刃先を損傷させたりするため、適切なチップブレーカーの選定と送り速度の調整が不可欠です。

バリの抑制と刃先の鋭利さ

リン青銅は延性があるため、加工の終わりに材料が押し出され、強固なバリが発生しやすくなります。対策としては、常にシャープな切れ味を維持することが重要です。摩耗した工具を使い続けると、切削抵抗が増大しバリが大きくなるだけでなく、寸法精度の悪化を招きます。超硬工具やダイヤモンドコーティング工具を使用し、初期の切れ味を長く維持させる対策が効果的です。

熱変位と表面酸化への配慮

銅合金は熱膨張係数が大きいため、切削熱による寸法変化に注意が必要です。特にリン青銅は黄銅よりも切削抵抗が大きく発熱しやすいため、高圧クーラントによる冷却が精度安定に寄与します。また、加工後の放置による表面の変色を防ぐため、洗浄工程との連携も重要なポイントとなります。

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