銅にはいろいろ種類があるんです

金属材料の基礎知識

銅とは?

銅は皆様が学校でも習った通り、原子番号29に位置付けられているものです。元素記号としてはCu。
電気系の部品や、食器、熱交換器等に使われます。
日本では紀元前300年と言われており、装飾品や貨幣等に使われ消費量も多く親しみのある金属です。
銅は非常に重要な工業用金属であり、歴史的にも人類の文明において重要な役割を果たしてきました。

銅の性質

銅は柔らかいので加工しやすく、また電気伝導度が高いので電線に使われたり、調理器具に使われたりしますが、酸化もしやすいため色が変わったりします。しかし、酸化層が全体の酸化を防ぐ働きをしており、耐久性も兼ね備えています。古い建物の屋根や、銅像なんかはこの酸化層が全体を包み保護しているのです。

物理的性質

  • 銅は赤褐色の金属で、非常に良好な電気伝導性と熱伝導性を持っています。
  • 比重は高く、融点は1,083°C(1,981°F)、沸点は2,567°C(4,653°F)です。

化学的性質

  • 銅は空気中で酸化しにくく、酸化皮膜が形成されることで錆びにくい性質を持っています。
  • ただし、酸や塩基などの化学的攻撃には比較的容易に反応します。

銅の種類

純銅

純銅は、熱伝導性・電導性・加工性・展延性に優れているため、様々な電気・電子製品の部品材料として使われています。銅の純度が99.9%以上のものを総称して順動と呼んでいます。
純銅にも更に種類があり、タフピッチ銅(C1100)、無酸素銅(C1020)、りん脱酸銅(1201)、クロム銅(C1221)があります。
純銅は一般的に構造用途ではなく、導電性や熱伝導性が重視される場面で使用されます。

黄銅

黄銅は銅と亜鉛の合金で、亜鉛含有率が20%以上のものを指しています。
亜鉛の働きよって硬度が増し、加工しやすくなります。日用品、仏具、金管楽器にも使われますし、5円玉はまさに黄銅です。黄銅にもいくつかの種類に分かれ、C2600:七三黄銅(銅が約70%、亜鉛が約30%)、C2801:六四黄銅(銅が約60%、亜鉛が約40%)、C3604:快削黄銅(銅が57.0-61.0%、鉛が1.8-3.7%、鉄が0.50%以下、鉄+錫が1.0%以下、残りが亜鉛)、C3771:鍛造用黄銅(銅が57.0-61.0%、鉛が1.0-2.5%、鉄+錫が1.0%以下、残りが亜鉛)、C4600台:ネーバル(naval)黄銅(錫を添加したもの)、CAC201:黄銅鋳物1種などがあります。

  1. 物理的特性
    • 黄銅は、黄色がかった金属色をしており、その名前はこの黄色に由来します。
    • 銅と亜鉛の比率によって変化しますが、一般的には銅よりも硬く、強度が高く、耐食性があります。
  2. 化学的特性
    • 黄銅は、銅と亜鉛の相互作用によって形成されるため、銅や亜鉛の個々の特性を組み合わせたものです。
    • 黄銅は錆びにくいため、屋外や海洋環境などの耐食性が求められる環境で広く使用されます。
  3. 用途
    • 黄銅は、機械部品、工具、ボルト、ナット、バルブ、接続部品など、さまざまな機械工学的および建築的用途に使用されます。
    • また、黄銅は装飾品や彫刻、芸術作品などの美術品にも使用されます。その美しい外観と耐食性から、建築や室内装飾においても広く使用されています。

黄銅の組成や用途は多様であり、その特性は銅と亜鉛の組み合わせによって決まります。工業的な黄銅は、特定の用途に応じてさまざまな配合で製造され、その特性を最大限に活かされます。

青銅

青銅は、銅と錫、亜鉛、鉛の四元素を主体としている銅合金になります。砲金、ブロンズとも呼ばれています。
青銅の組成は、銅が約90%以上であり、錫が残りの部分を占めますが、この比率は使用される目的や製造方法によって異なります。
戦国時代後期から江戸時代初期にかけて、大砲として青銅砲が製造されていたようです。
また古代では鏡として使われていたことを学校の歴史の授業で習ったと思います。近代では10円玉が青銅で作られているので青銅も身近な銅と言えます。

  1. 理的特性
    • 青銅は光沢のある金属色をしており、その名前は古代の技術者たちが付けた名前で、銅の色と錫の色を組み合わせたものです。
    • 青銅は、銅と錫の結合により、銅単体よりも硬度が高くなり、強度も向上します。また、耐摩耗性も持ちます。
  2. 化学的特性
    • 青銅は銅と錫の合金であり、その化学的性質は銅と錫の個々の性質に由来します。
    • 一般的に、青銅は錆びにくい性質を持ちますが、環境や使用条件によっては酸化することがあります。
  3. 用途
    • 青銅は古代からさまざまな目的で広く使用されてきました。青銅器時代は、この合金の名前が由来する時代であり、武器や道具、装飾品などが作られました。
    • 現代では、青銅は機械部品、軸受、歯車、彫刻、彫像、音楽器、建築材料など、さまざまな分野で使用されています。
    • 青銅の耐摩耗性や耐蝕性、または装飾的な特性を活かした製品が、建築や芸術においても広く利用されています。

青銅は、その特性や歴史的な重要性から、古代から現代まで幅広い用途で使用されてきました。その多様な特性は、さまざまな産業や文化的な活動において価値があります。

白銅

白銅は、一般にはニッケルと銅の合金を指します。この合金は、銅とニッケルの比率によって異なる性質を持ちますが、一般的には銅が50%未満であり、残りの部分がニッケルで構成されています。白銅は、その名前の通り、銀色または白色の外観をしています。

  1. 物理的特性
    • 白銅は、銀色または白色をしており、その外観が名前の由来です。
    • 銅とニッケルの結合により、白銅は非常に硬く、耐摩耗性があります。
  2. 化学的特性
    • 白銅は銅とニッケルの合金であり、その化学的特性はこれらの元素の性質に由来します。
    • 白銅は一般に錆びにくい性質を持ち、耐食性が高いです。
  3. 用途
    • 白銅は、装飾品、ジュエリー、時計のケースやバンド、硬貨、産業用部品などの製造に使用されます。
    • その美しい外観と耐久性から、ジュエリー業界では貴重な素材として重宝されています。
    • また、白銅の硬さと耐摩耗性は、機械部品や工業用具の製造にも利用されます。

白銅は、銀色または白色の外観と硬度、耐摩耗性を持つため、様々な用途に適しています。その特性から、ジュエリーや時計の製造、産業用部品の製造など、高品質な素材が求められる分野で広く使用されています。

洋白

洋白とは銅と亜鉛とニッケルから構成される合金です。銅を50%から70%、ニッケルを5から30%、亜鉛を10%から30%配合した銀白色の合金で、柔軟性・屈曲加工性に富み、耐食性にも比較的優れています。フルートや装身具に用いられ、500円玉にも使われています。

  1. 物理的特性
    • 洋白は白色の金属であり、良好な腐食耐性を持ちます。
    • 一般的な洋白の組成は、銅が60〜70%、亜鉛が20〜30%、ニッケルが5〜20%、スズが少量含まれます。
  2. 化学的特性
    • 洋白は、銅や亜鉛、ニッケル、スズのそれぞれの性質を組み合わせたものであり、それぞれの元素の特性に由来します。
    • 一般的に、洋白は錆びにくい性質を持ち、耐食性が高いです。
  3. 用途
    • 洋白は、主に食器や食器具、装飾品、楽器部品などの製造に使用されます。
    • 食器や食器具の場合、洋白は美しい外観と耐食性を兼ね備えており、食品との接触にも安全です。
    • 楽器部品では、洋白は音色を向上させるために使用されます。

洋白は、その白色の外観と耐食性により、食器や装飾品、楽器部品などの製造に広く使用されています。その特性から、耐久性が求められる用途や装飾的な目的に適しています。

まとめ

銅は古代から利用されており、青銅器時代の到来と共に重要な工業用金属として認識されました。古代エジプトやメソポタミア、ギリシャなどの文明では、銅の使用が盛んでした。

そして、銅は古代の通貨としても使用され、金属の鋳造技術の発展に貢献しました。

銅は、その特性により現代の産業においても重要な役割を果たしており、電子機器、航空宇宙産業、再生可能エネルギー技術など、さまざまな分野で広く使用され、なくてはならない金属の一つです。

銅一覧

種類  旧称  旧記号形    状化          学          成          分          (%)
CuPbFeSnZnAlAsBeMnNiSiP
C1011電子管用無酸素銅EOFCu××99.99以上≦0.001≦0.0001
C1020無酸素銅OFCu××99.96以上
C1100タフピッチ銅 1種TCu×199.90以上
印刷用銅  11種CuPP11
C1201りん脱酸銅 1A種DCu×1A99.90以上
C1220りん脱酸銅 1B種DCu×1B99.90以上
C1221りん脱酸銅  2種DCu×2-99.8
99.75以上
C1401印刷用銅 12種CuPP1299.30以上
C1700ベリリウム銅 1種BeCu×11.60~
1.79
C1720ベリリウム銅 2種BeCu×21.80~
2
C2051雷管用銅CuRD98.0~99.0≦0.05≦0.05残部
C2100丹銅 1種RBs×194.0~96.0≦0.05≦0.05残部
C2200丹銅 2種RBs×289.0~91.0≦0.05≦0.05残部
C2300丹銅 3種RBs×384.0~86.0≦0.05≦0.05残部
C2400丹銅 4種RBs×478.5~81.5≦0.05≦0.05残部
C2600製紙ロール黄銅 1種Bs×168.5~71.5≦0.05≦0.05残部
黄銅 1種溶接
C2680黄銅 2A種Bs×2A溶接64.0~68.0≦0.05≦0.05残部
C2700製紙ロール黄銅 2種Bs×263.0~67.0≦0.05≦0.05残部
黄銅 2種
C2720黄銅 2B種Bs×2B62.0~64.0≦0.07≦0.07残部
C2800製紙ロール黄銅 3種Bs×359.0~63.0≦0.10≦0.07残部
黄銅 3種
C2801黄銅 3種Bs×359.0~62.0≦0.10≦0.07残部
C3501ニップル用黄銅PbBs×60.0~64.00.7~1.7≦0.20残部
C3560快削黄銅 11種PbBs×1161.0~64.02.0~3.0≦0.10残部
C3561快削黄銅 14種PbBs×1457.0~61.02.0~3.0≦0.10残部
C3601快削黄銅 特1種BsBM×1S59.0~63.01.8~3.7≦0.30残部
C3602快削黄銅 1種BsBM×159.0~63.01.8~3.7≦0.50残部
C3603快削黄銅 特2種BsBM×2S57.0~61.01.8~3.7≦0.35残部
C3604快削黄銅 2種BsBM×257.0~61.01.8~3.7≦0.50残部
C360556.0~60.03.5~4.5≦0.50残部
C3710快削黄銅 12種PbBs×1258.0~62.00.6~1.2≦0.10残部
C3712鍛造用黄銅 1種PbBs×158.0~62.00.25~1.2≦0.8残部
C3713快削黄銅 13種PbBs×1358.0~62.01.0~2.0≦0.10残部
C3771鍛造用黄銅 2種PbBs×257.0~61.01.0~2.5≦1.0残部
C425087.0~90.0≦0.05≦0.051.5~3.0残部
C4430復水器用黄銅 1種BsTP170.0~73.0≦0.05≦0.050.9~1.2残部0.02~
0.06
C4621ネーバル黄銅 1種NBsP161.0~64.0≦0.20≦0.100.7~1.5残部
C4622ネーバル黄銅 1種NBsB×161.0~64.0≦0.30≦0.200.7~1.5残部
C4640ネーバル黄銅 2種NBsP259.0~62.0≦0.20≦0.100.50~1.0残部
C4641ネーバル黄銅 2種NBsB×259.0~62.0≦0.50≦0.200.50~1.0残部
C51024.5~5.5
C51113.5~4.5
C5191りん青銅 2種PB×25.5~7.0
C5210ばね用りん青銅PBS×≦0.05≦0.107.0~9.0≦0.20
C5212りん青銅 3種PB×37.0~9.0
C5341快削りん青銅 1種PbPBB10.8~1.53.5~5.8
C5441快削りん青銅 2種PbPBB23.5~4.53.0~4.51.5~4.5
C614088.0~92.5≦0.011.5~3.5≦0.206.8~8.0≦1.0
C6161アルミ青銅 1種AB×183.0~90.02.0~4.07.0~0.50~
102
C6191アルミ青銅 2種AB×281.0~88.03.0~5.08.5~0.50~
112
C6241アルミ青銅 3種AB×380.0~87.03.0~5.09.0~0.50~
122
C6280アルミ青銅 4種AB×478.0~85.01.5~3.58.0~0.50~
112
C6301アルミ青銅 5種AB×577.0~84.03.5~6.08.5~0.50~
10.52
C6711楽器弁用黄銅11種BsPV1161.0~65.00.10~0.7~1.5残部0.05~
11
C6712楽器弁用黄銅12種BsPV1258.0~62.00.10~残部0.05~
11
C6782高力黄銅 1種HBsB×156.0~60.5≦0.500.10~残 部0.20~0.50~
 2種HBsB×2122.5
C6783高 力 黄 銅 3種HBsB×355.0~59.0≦0.500.20~残部0.20~1.0~3.0
1.52
C6870復水器用黄銅 4種BsTF4S76.0~79.0≦0.05≦0.05残部1.8~2.50.02~
0.06
C6871復水器用黄銅 2種BsTF276.0~79.0≦0.05≦0.05残部1.8~2.50.02~
0.06
C6872復水器用黄銅 3種BsTF376.0~79.0≦0.05≦0.05残部1.8~2.50.02~
0.06
C7060復水器用白銅 1種CNTF1≦0.051.0~1.8≦0.500.20~
1
C7100復水器用白銅 2種CNTF2≦0.050.50~≦0.500.20~
11
C7150復水器用白銅 3種CNTF3≦0.050.40~≦0.500.20~
11
C7164≦0.051.7~2.3≦0.501.5~2.5
C7351洋白 1種NS×170.0~75.0-1≦0.25残 部0~0.50
≦0.10
C7451洋白 4種NS×463.0~67.0-1≦0.25残部0~0.50
≦0.10
C7521洋白 2種NS×262.0~66.0-1≦0.25残 部0~0.50
≦0.10
C7541洋白 3種NS×360.0~64.0-1≦0.25残部0~0.50
≦0.10
C7701ばね用洋白・NSS×54.0~58.0-1≦0.25残 部0~0.50
洋白特種≦0.10
C7941快削洋白PbNSB60.0~64.00.8~1.8≦0.25残部0~0.50
銅一覧表
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