銅の CNC 機械加工:グレード、考慮事項、および用途

銅は、最も古い金属材料の 1 つです。銅素材の並外れた特性を考えると、これはまったく驚くべきことではありません。具体的には、銅は耐食性、熱伝導性、電気伝導性に優れています。したがって、いくつかのアプリケーションにとって価値があります。

CNC 銅加工は、銅部品を製造するためにさまざまな業界で採用されている最も精密な金属加工サービスの 1 つです。しかし、銅部品の機械加工に関連する考慮事項がいくつかあります。

このガイドでは、CNC 銅加工、その用途、および銅加工前に考慮すべきさまざまな要素について知っておく必要があるすべてを調べます。

CNC が銅加工をより簡単に

コンピューター数値制御 (CNC) マシンは、機械加工アプリケーションに採用される最も人気のある製造技術の 1 つです。これは、その高速性、精度、精度、およびさまざまな材料との互換性によるものです。

とりわけ、この機械加工サービスは、さまざまな材料を目的の部品に製造する際に非常に一般的になってきており、銅も例外ではありません。以前は、銅は柔軟性、靭性、可塑性が高いため、機械加工は面倒でした。

それでも、CNC 加工により、銅部品の加工ははるかに扱いやすくなりました。これはすべて、必要な銅部品の機械加工に関連する自動化されたプロセスのおかげです.

CNC 加工用の銅材料の等級

銅材料は、商用金属の主要なグループの 1 つです。銅部品の機械加工には、さまざまな等級の銅材料が使用できることがわかります。また、特定の機械加工プロジェクトに適したさまざまなプロパティで構成されています。

したがって、機械加工プロジェクトに適した材料を選択することは、いくつかの要因が関係するため、難しい場合があります。

それでも、銅部品に適した特性を持つ材料を特定することは、機械加工を採用するための最初のステップです。

以下の CNC 機械加工用のさまざまな等級の銅材料をご覧ください:

1.純銅

純銅材料は通常、柔らかくて可鍛性があります。純銅の希薄グレードには、少量のさまざまな合金元素が含まれています。したがって、これは純銅の 1 つまたは複数の基本的な特性を望ましい形に変更するのに役立ちます。同様に、この銅グレードに他の合金元素を追加すると、靭性が向上します。

市販の純銅グレードには、その組成に合計約 0.7% の不純物が含まれています。添加元素と不純物レベルに基づいて、UNS 番号 C10100 から C13000 で指定されていることがわかります。

純銅は電気機器の製造に最適です。それらには、配線とモーターが含まれます。また、この銅グレードは、熱交換器などの産業機械にも適用されます。

2.電解銅

電解タフピッチ銅は陰極銅に由来します。陰極銅とは、電気分解によって精製された銅を意味します。

一般に、プロセスは銅化合物を溶液に充填することを含みます。その後、適切な電気を加えることで、銅素材を浄化します。その結果、ほとんどの電解銅は他の銅グレードよりも不純物が少なくなります。

C11000 がすべての電解銅グレードの中で最も普及していることがわかります。 C11000 には通常、硫黄などの金属不純物が 50 ppm 未満しか含まれていません。さらに、電気伝導率が高く、最大 100% IACS (国際アニール銅規格) に達しています。

その並外れた延性により、電気用途に適しています。巻線、ケーブル、ワイヤ、バスバーが含まれます。

3.無酸素銅

他の銅グレードと比較して、無酸素銅は最高の純度を持っています。また、酸素含有量がほとんどまたはまったく含まれていません。ほとんどの場合、無酸素銅グレードには、多くの高伝導電気銅コンポーネントが含まれています。それでも、C10100 と C10200 が最も一般的です。

• 無酸素電子 (OFE) として知られる C10100 は、酸素含有量が約 0.0005% の純銅です。さらに、これらの銅グレードの中で最も高価です。
• 無酸素 (OF) とも呼ばれる C10200 には、約 0.001% の酸素が含まれています。また、少なくとも 100% IACS の高い電気伝導率を備えており、これは電解銅材料に勝るものではありません。

これらの無酸素銅材料は、高品質のカソード銅を使用して誘導溶解によって製造されます。この製造プロセスでは、カソードの銅は、黒鉛浴被覆によって提供される非酸化条件下で溶融されます。したがって、これは作業環境の水素含有量を減らすのに役立ちます。

無酸素銅は導電率が高いため、高真空エレクトロニクスに最適です。送信機チューブとガラスと金属のシールが含まれています。

4.快削銅

この銅材料には、さまざまな合金元素が含まれています。注目すべき元素には、ニッケル、スズ、リン、および亜鉛が含まれます。これらの元素の存在により、この銅種の機械加工性が向上します。

さらに、快削銅材料には、青銅や黄銅などの銅合金が含まれます。以下の点に注意してください:

• ブロンズは銅、スズ、リンの合金で、硬度と衝撃強度で知られています。
• 真鍮は銅と亜鉛の合金で、優れた加工性と耐食性を備えています。

快削銅材は、幅広い銅部品加工に適しています。コイン、懐中電灯、機械加工された電気部品、ギア、ベアリング、自動車の油圧などが含まれます。

CNC 銅パーツの利点と欠点

現在入手可能なほとんどの CNC 銅部品には、特定の利点と欠点があります。以下で確認してください:

メリット

一般に、ほとんどの CNC 銅部品は、機械加工性、延性、および衝撃強度に優れています。また、高い熱伝導性と電気伝導性、耐腐食性、耐摩耗性も示します

銅部品の CNC 機械加工のもう 1 つの利点には、熱間および冷間プロセスの両方で良好な成形性が含まれます。これとは別に、CNC 銅部品は、費用対効果の高いいくつかの表面仕上げと互換性があります。

欠点

万能の長所にもかかわらず、CNC による銅部品の加工にはいくつかの欠点があります。たとえば、すべての銅材料がスポット溶接、被覆金属アーク溶接などのプロセスを実行できるわけではありません。

さらに、銅のグレードが異なれば、耐食性も異なります。したがって、一部の CNC 銅部品は、反応性物質を含む雰囲気で腐食しやすくなっています。

CNC 銅加工で考慮すべき要素

CNC 銅部品は、人気のある需要を引き続き牽引しています。それでも、銅部品の加工前に考慮すべき重要な要素がいくつかあります。以下の要因のいくつかを見てみましょう:

1.適切な銅材料グレードの選択

CNC 銅加工の前に、用途に最も適した正しい等級の銅材料を選択する必要があります。たとえば、機械部品の製造に純銅を選択することは不適切であり、費用もかかります。このように、快削銅の優れた被削性が最適です。

さらに、それらは費用対効果にも優れています。そのため、銅部品に必要な特性を調べて、機械加工に適した銅グレードを選択する必要があります。

2.製造可能性の設計

銅を機械加工する前に、設計要件と仕様にも対処する必要があります。これは、製造された銅部品に必要な機能を実現するのに役立ちます。

経験則では、美しい銅部品を製造するには、0.5mm の壁厚を使用して維持するのが最善です。
さらに、いくつかの設計のベスト プラクティスに参加することもできます。これには、部品の段取り数の削減、寸法チェック、小さな半径による深いポケットの防止が含まれます。

3.フィット送り速度を設定

送り速度は、切削工具がワークピースに接触する速度です。したがって、銅部品の品質、寿命、および表面仕上げに影響を与えるため、銅部品の加工前に正しい送り速度を設定する必要があります。さらに、銅は熱を素早く伝導します。そのため、送り速度が高いと、時間の経過とともに工具の摩耗が増加する可能性があります。

4.適切な工具材料を選択

多くの銅グレードは、さまざまな機械加工性と堅牢性を備えています。したがって、銅部品の加工に適した工具材料を選択することは依然として重要です。さらに、CNC 鋼加工は、銅の加工に使用される高速切削工具の製造に適用されることがわかります。これにより、工具の摩耗や損傷、切りくずの形成などの合併症を防ぐことができます。

銅パーツの表面仕上げと後処理オプション

表面仕上げはその名の通り、金属部品を製造した後の工程です。一般に、これらの後処理は、銅部品の表面を変更して特定の特性を得て、より魅力的なものにすることを目的としています.

以下は、銅部品に適用される標準的な表面仕上げです。

電解研磨

電解研磨中、材料の微視的な層が銅部品の表面から除去されます。この材料は通常、幅が 0.00254mm から 0.0635mm の範囲です。結果として、この後処理方法は、完成した銅部品の表面をより滑らかでより光沢のあるものにするのに役立ちます.

さらに、電解研磨は、完成した銅部品の耐食性を向上させるのに役立ちます。

電気めっき

銅電気めっきは、銅部品の外面を酸化からさらに保護するのに役立ちます。金属プレートは、電気伝導性と熱伝導性を損なうことなく実装されます。したがって、このプロセスは銅部品の寿命を延ばすのに役立ちます。

メディア ブラスト

この後処理方法は、製造された銅部品の欠陥をカバーするのに役立ちます。また、ビード ブラストにより、耐久性があり、くすんだ、より繊細な仕上がりになります。

銅部品の加工技術

金属部品を製造するために多くの業界でいくつかの金属加工サービスが採用されていますが、一部の加工技術は特定の金属材料にのみ適しています。純銅の機械加工は真鍮の機械加工よりも難しいことに同意するでしょう。

銅合金として、真鍮には亜鉛などの他の合金元素が含まれているため、ほとんどの金属材料よりも機械加工がはるかに簡単です。そのため、さまざまな技術を使用して銅合金を機械加工できます。

以下の銅部品加工に適したテクニックのいくつかをチェックしてください:

銅部品のフライス加工

CNC フライス加工は、回転切削工具の動きと送り速度を制御する自動加工プロセスです。したがって、銅の CNC フライス加工では、工具が回転し、銅材料の表面を横切って移動します。次に、必要な形状とサイズが形成されるまで、余分な銅材料をゆっくりと取り除きます。

CNC フライス加工は、機械加工性が高く、精密で複雑な部品を製造できるため、銅合金で最も一般的です。メーカーは、多くの場合、銅のフライス加工に 2 枚刃の超硬エンド ミルを使用します。

さらに、専門家はこのプロセスを使用して、銅部品のさまざまな設計特性を製造します。ノッチ、ポケット、穴、スロット、溝、平面、輪郭などが含まれます。

銅部品の旋削

この製造プロセスでは、銅素材を所定の位置に固定する必要があります。さらに、ワークピースに供給される切削工具は静止したままです。したがって、適切な設定速度で銅材料を回転させると、サイズが目的の寸法に縮小します。

旋削は多くの銅合金に適応でき、高精度の銅部品を迅速に製造できます。さらに、このプロセスは費用対効果にも優れています。したがって、CNC 旋削銅は、電線コネクタ、バルブ、バスバー、ラジエーターなど、多くの電子部品および機械部品の製造に適しています。

CNC 銅加工の応用

銅 CNC 部品は、電気、建設、輸送、消費財企業など、いくつかの業界で価値があります。

以下は、銅の CNC 機械加工のアプリケーションです:

• 熱交換器
• 電気コネクタ
• ラジエーター
• ベアリングとギア
• ガス溶接ノズルなど

WayKen の銅加工サービス

CNC 銅部品は、今日のさまざまな用途に適しています。それでも、高品質の銅加工サービスは、これらの銅部品の設計仕様と要件を満たすために極めて重要です。

WayKen には、すべての銅 CNC 加工サービスを処理できる経験豊富な専門家がいます。お客様の特定の製品設計に合わせて、一流の CNC フライス加工と旋削銅加工技術を誇っています。

1 対 1 のサポート サービスについては、今すぐお問い合わせください。12 時間以内に返信いたします。

よくある質問

銅の切断速度は?

銅材料に異なる切断速度を適用できます。ただし、これは銅のグレードと加工方法に依存することに注意してください。たとえば、真鍮をフライス加工する場合、2000 ～ 4000 fpm の標準切削速度が適用されます

銅は簡単に粉砕できますか?

銅のフライス加工の容易さは、作業している銅材料の等級によって異なります。純銅は可塑性と靭性が高いため、機械加工が複雑な金属であることがわかります。対照的に、真鍮のような銅合金は、機械加工性が向上しているため、はるかに簡単にフライス加工できます。

高速加工に適した銅の合金元素はどれですか?

銅に亜鉛、スズ、ニッケル、アルミニウム、シリコンなどの元素を合金化すると、銅の機械加工性が向上します。そのため、高速加工に適しています。