真鍮合金の謎: あまり知られていない 15 の秘密

単純な黄銅の定義と特性、および黄銅の性能に対するさまざまな亜鉛含有量の影響。

一般的な黄銅としても知られる単純な黄銅は、銅と亜鉛の二元合金です。 一般に、亜鉛含有量が高い単純な黄銅は強度が高くなりますが、可塑性は比較的低くなります。 工業用途では、真鍮の亜鉛含有量は一般に 45% 以下です。亜鉛含有量が多すぎると合金が脆くなり、性能が低下するためです。 真鍮中の亜鉛の含有量を変えることにより、異なる機械的特性を備えた真鍮を得ることができます。 たとえば、亜鉛含有量が 46% ～ 50% を超える真鍮は、硬くて脆い特性があるため、圧力下で加工することができません。

特殊黄銅を多合金融合させ、異なる元素による性能変化をもたらします。

黄銅の性能を向上させるために、エンジニアは他の合金元素を導入し、その結果、特殊な黄銅が形成されました。 これらの一般的に使用される合金元素には、シリコン、アルミニウム、錫、鉛、マンガン、鉄、ニッケルなどがあります。

• アルミニウム: アルミニウムを添加すると、真鍮の降伏強度と耐食性が向上しますが、その可塑性はわずかに低下します。 アルミニウム含有量が 4% 以下の黄銅は優れた総合特性を示し、加工や鋳造に適しています。
• 錫: 1% の錫を添加すると、海水や海洋大気腐食に対する真鍮の耐性が大幅に向上するため、「ネイビー真鍮」として知られています。錫は真鍮の切削性能を向上させることもできます。
• 鉛：黄銅に鉛を添加する主な目的は、切削性能の向上と耐摩耗性の向上であり、鉛は黄銅の強度にはほとんど影響を与えません。
• マンガン: マンガン黄銅は、優れた機械的特性、熱安定性、耐食性を示します。アルミニウムを添加すると、その特性がさらに向上し、滑らかな表面の鋳物を作成できます。
• シリコン: シリコンは真鍮の機械的特性、耐摩耗性、耐食性を大幅に向上させることができます。 シリコン黄銅は鋳造性に優れ、溶接、切断が可能です。 主に船舶や化学機械部品の製造に使用されます。
• 鉄：黄銅に鉄を添加し、少量のマンガンを添加すると、黄銅の再結晶温度が向上し、結晶粒が微細になり、機械的性質が向上し、高靱性、耐摩耗性、大気中および海水中での優れた耐食性が得られます。鉄黄銅は、海水による摩擦や腐食にさらされる部品の製造に使用できます。
• ニッケル: ニッケルは黄銅の再結晶温度を上昇させ、その結晶粒を微細化し、機械的特性と耐食性を向上させ、応力腐食割れの傾向を軽減します。 ニッケル黄銅は熱加工性に優れ、造船業界やモーター製造業界で広く使用されています。

銅と亜鉛の組成の多面的かつ異なる割合の多様性。

一般的な真鍮は単一の素材ではなく、銅と亜鉛を異なる割合で混ぜ合わせた合金であり、さまざまな特性を持っています。 一般的な黄銅は、銅と亜鉛を異なる割合で配合することにより、さまざまな性能変化を示し、工学分野では欠かせない素材となっています。

単相黄銅と二相黄銅の特徴と適した加工方法。

黄銅中の亜鉛含有量が 39% 未満の場合、合金は単相構造を示し、単相黄銅と呼ばれます。 このタイプの黄銅は可塑性に優れており、熱間および冷間圧力加工に適しています。 亜鉛含有量が 39% を超えると、合金は単相と、二相黄銅として知られる銅 - 亜鉛ベースの固溶体の両方を持ちます。 二相黄銅は、可塑性が低いが引張強度が高いという特徴があるため、熱間圧力加工に適しています。 エンジニアは、特定のニーズに合わせて適切な種類の一般的な真鍮を選択できます。

一般的な真鍮のコード表現。

一般的な黄銅は「H + 数字」の形式で表され、「H」は黄銅を表し、次の数字は銅の質量分率を表します。 たとえば、H68 は、68% の銅と 32% の亜鉛を含む真鍮を表します。 鋳造黄銅の場合は、通常、ZH62 のように、名称の前に「Z」の文字が追加されます。 このシンプルで明確な命名法は、エンジニアが必要な材料を迅速に特定するのに役立ちます。

冷間変形加工と熱間変形加工の用途区別。

エンジニアリングにおいて、一般的な黄銅はさまざまな機械加工プロセスで重要な役割を果たします。 通常、冷間変形加工には単相黄銅が適しており、熱間変形加工には二相黄銅が適しています。 この違いは一般的な黄銅の多様性を反映しており、さまざまなエンジニアリング ニーズに合わせた材料の選択と適用が保証されます。

幅広い用途。

一般的な黄銅はその多様性と優れた特性により、さまざまな分野で幅広い用途に適しています。 電気工学では、効率的なワイヤ、ケーブル、回路基板の製造に使用され、電気信号の効率的な伝送を保証します。 さらに、普通黄銅は製造業において重要な役割を果たしており、自動車産業から建設分野に至るまで、さまざまな部品やコネクタに加工され、不可欠な役割を果たしています。

価格、高い強度と硬度、良好な可塑性などの性能上の利点。

H59 黄銅合金は黄銅族の一員として、価格が人々に近いことも大きな利点の 1 つです。 強度と硬度の点で優れており、大きな外力に耐えることができ、可塑性も良好であり、熱間での圧力加工にも十分耐えることができます。 このため、H59 真鍮は工業製造、ハードウェア付属品、その他の分野で幅広い用途に使用できます。 たとえば、機械部品、溶接部品、さまざまな銅製品の製造において、H59 黄銅はその独特の性能上の利点を発揮します。

耐食性と吊り上げ方法の欠如。

H59 真鍮の耐食性は平均的ですが、一部の先進的な合金よりもわずかに低くなります。 ただし、合理的な表面処理手段を講じることにより、耐食性を効果的に向上させることができます。 亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、防食コーティングなどのこれらの方法により、H59 黄銅はより幅広い用途に適したものになります。 H59 真鍮は耐食性が最も優れている点ではありませんが、その費用対効果を考慮すると、多くの極端な腐食環境ではない環境において費用対効果の高い選択肢となります。

H62真鍮とのコントラスト。

H59 真鍮と H62 真鍮は、良好な加工性能や一定の耐食性など、性能において多くの類似点があります。 しかし、この 2 つには大きな違いもあります。一般に、H62 真鍮には銅の含有量が多く、これにより、いくつかの点でより優れた電気伝導性と熱伝導性が示されますが、強度と硬度がわずかに低下する可能性があります。 化学組成に関しては、H59 黄銅の銅含有量は 57.0% ～ 60.0% であり、亜鉛含有量の方が高くなります。 H62 黄銅の平均銅含有量は 62% と高く、亜鉛含有量は余剰です。 応用分野では、H59黄銅はその高強度と高硬度により、機械部品、溶接部品、装飾銅製品によく使用されます。 H62黄銅は可塑性と靭性に優れているため、水道管の継手やラジエーターなどの曲げ加工が必要な部品に広く使用されています。 H59黄銅鋳造、切断、溶接、ホットプレス加工、冷間プレス加工などの加工能力は一言では言い表せません。 H62黄銅にもこのような優れた技術はありますが、ホットプレス時に熱間脆性が発生しやすく、加工温度を厳密に管理する必要があります。

優れた機械的特性と耐食性。

H90 および H96 黄銅は、一般的な黄銅合金として、優れた機械的特性と耐食性を示します。 H90 真鍮は銅の含有量が高く、電気伝導性と熱伝導性に優れており、電気接点、電気絶縁材料、導電性部品の製造によく使用されます。 優れた機械的特性と圧力加工特性を持ち、強度がわずかに高く、表面処理性能が良好で、金メッキやエナメルコーティングが可能で、弾薬の主材料です。 H90真鍮は優れた機械的機能と耐食性を備え、熱間および冷間プレス加工、および単純な錫メッキに耐えることができ、主にラジエーターの熱間および冷間パイプ材料およびラジエーターのウェーブベルトに使用されます。 H96 真鍮は亜鉛の含有量が高く、加工性と耐摩耗性に優れており、機械部品、バルブ、パイプ、ボルトの製造によく使用されます。 H96 黄銅は、引張強さ ≥340 MPa、降伏強さ ≥180 MPa、伸び ≥30%、硬度 75-100 HB という優れた機械的特性を持っています。 同時に、H96 真鍮は、良好な電気伝導性と熱伝導性、約 28% IACS の電気伝導率、約 120 W/m の熱伝導率など、優れた物理的特性も備えています。 · K. さらに、H96 真鍮は、特に大気環境および淡水環境において優れた耐食性を備えています。 H90、H96黄銅は塑性、加工性に優れ、鍛造、冷間引抜、圧延などの加工により様々な形状の部品に加工でき、複雑な加工や精密加工に適しています。 湿った環境、酸性またはアルカリ性の環境でも長期間安定して動作し、高温、摩耗、疲労に耐えることができ、さまざまな過酷な作業環境に適しています。

さまざまな応用分野で、H90 は電気分野でよく使用され、H96 は機械製造などで使用されます。

H90 真鍮は、電気伝導性と熱伝導性に優れているため、電気分野でよく使用されます。 たとえば、電気接点、電気絶縁材料、導電部品の製造などです。 H96 真鍮は、加工性と耐摩耗性に優れているため、機械製造の分野でよく使用されます。 H96 黄銅合金棒は、その高い強度と延性により、機械部品、ギア、ボルト、および耐摩耗性が必要なその他の部品の製造によく使用されます。 H96黄銅合金パイプは、導電性と耐食性に優れているため、エアコン、冷蔵庫、その他の冷凍機器のパイプシステムに広く使用されているだけでなく、造船や化学機器にも使用されています。 H96 真鍮合金ストリップは、電子部品、コネクタ、装飾部品の製造によく使用されます。 H96黄銅合金板は、器具、装飾板、各種機械部品の製造に使用されます。

銅、亜鉛、および少量の不純物の含有範囲を含む詳細な組成。

H96黄銅の主成分は銅(Cu)と亜鉛(Zn)で、銅の含有量は95.0%～97.0%、亜鉛の含有量は2.0%～4.0%です。 また、鉛（Pb）、鉄（Fe）、アルミニウム（Al）などの不純物も微量に含まれており、その含有量は一般に0.1％未満です。

機械的特性、物理的特性、および耐食性パラメータ。

機械的特性の点では、H96 黄銅は優れた特性を持っています。 引張強さ≥340MPa、降伏強さ≥180MPa、伸び≥30%、硬度75〜100HB。 物理的特性の点では、H96 真鍮は良好な電気伝導性と熱伝導性を備えており、伝導率は約 28% IACS、熱伝導率は約 120 W/m です。 · K. 特に大気中および淡水環境での優れた耐食性。

さまざまな業界でさまざまな形で応用されています。

• H96 黄銅合金棒は、その高い強度と延性により、機械部品、ギア、ボルト、および耐摩耗性が必要なその他の部品の製造によく使用されます。 標準直径範囲は通常 3mm ～ 100mm で、長さはご要望に応じてカスタマイズできます。
• H96黄銅合金パイプは、導電性と耐食性に優れているため、エアコン、冷蔵庫、その他の冷凍機器のパイプシステムに広く使用されているだけでなく、造船や化学機器にも使用されています。 標準直径の範囲は6mmから200mmです。
• H96 真鍮合金ストリップは、電子部品、コネクタ、装飾部品の製造によく使用されます。 標準の厚さは0.1mmから3mmの範囲であり、幅は要件に応じてカスタマイズできます。
• H96黄銅合金板は、器具、装飾板、各種機械部品の製造に使用されます。 標準の厚さは0.2mmから10mmの範囲であり、幅と長さは顧客の要件に応じてカスタマイズできます。

黄銅合金は、主にリサイクル可能性の点で、環境に大きな価値があります。 真鍮は合金素材なので使用後リサイクルが可能で、資源の無駄が少なく環境への負担も軽減できます。

廃真鍮のリサイクル・再利用は、現代社会における環境保護の追求に適合するだけでなく、持続可能な開発を強力にサポートします。 廃黄銅は、収集・分別、洗浄処理、破砕・破砕、分別処理、製錬等の一連の処理工程を経て、資源としてリサイクルされます。

収集と分類の段階では、古い機械部品や電子機器などの黄銅を含む廃棄物が収集され、さまざまな種類の黄銅合金が識別されます。 洗浄処理により、真鍮表面の汚れ、グリース、その他の不純物を除去し、次の処理に備えます。 真鍮素材を粉砕・粉砕することで細かく砕け、分別・取り扱いが容易になります。 磁気分離、浮遊選鉱、スペクトル分析などの適切な分離方法により、真鍮材料を他の不純物や異なる金属から分離することができます。 最後に、真鍮材料は製錬所に送られて高温で溶解され、不純物が除去され、リサイクルされた真鍮合金が得られます。

回収した黄銅合金材についても、成分分析や品質検査を実施し、再利用基準を満たしているかどうかを確認する必要があります。 市場の需要に応じて、これらのリサイクル黄銅合金を再利用して新しい黄銅製品を製造し、閉ループサイクルを形成し、天然資源への依存をさらに低減します。

結論として、黄銅合金はリサイクル可能であるため、環境保護において重要な役割を果たし、持続可能な社会の構築に貢献します。

科学技術の絶え間ない進歩とさまざまな産業の継続的な発展に伴い、黄銅合金の性能と応用分野は拡大し続け、将来に新たな機会をもたらします。

技術面では、新材料の研究開発が継続的に進み、黄銅合金の性能はさらに向上します。 たとえば、さまざまな合金元素を添加することにより、黄銅の強度、耐摩耗性、耐食性、その他の特性を向上させ、より幅広い用途のニーズを満たすことができます。 同時に、生産プロセスの改善とインテリジェント製造の発展により、黄銅合金の生産効率と製品品質が向上し、生産コストが削減されます。

応用分野では、自動車、機械製造、電子機器、その他の産業の継続的な発展に伴い、高強度、耐摩耗性黄銅合金の需要は今後も成長し続けるでしょう。 例えば自動車産業においては、車両の軽量化、省エネルギー、排出ガス削減への需要の高まりに伴い、自動車部品分野における高強度・耐摩耗性黄銅合金の用途は今後も拡大すると考えられます。 電子機器業界では、電子機器のリプレースが加速する中、電気伝導性や熱伝導性に優れた黄銅合金の需要は今後も拡大すると考えられます。

さらに、環境保護政策の強化と環境保護に対する消費者の要求の向上に伴い、黄銅合金の製造プロセスは環境保護と省エネにさらに注意を払うようになります。 たとえば、クリーン エネルギーの使用、廃棄物の排出量の削減、その他のグリーン生産技術は、将来の黄銅合金業界の重要な発展トレンドとなるでしょう。

つまり、黄銅合金の将来は有望であり、性能と応用分野の継続的な拡大は、さまざまな業界に新たな機会と課題をもたらすでしょう。