AgCu10 軟質焼鈍合金（+A）：高電流スイッチ用延性・切削性銅銀複合材
AgCu10（Ag90Cu10、90Ag10Cu）軟質焼鈍合金の概要
AgCu10は、銀90%・銅10%の二元系合金で、軟質焼鈍状態（+A）では優れた延性と切削性を発揮します。硫黄に感受性があり酸化耐性は低いものの、機械加工性、ロールクラッド性、ガス相からの分離特性に優れます。AC/DCスイッチ接点材として、電力・通信工学分野で切替電流10Aまで（場合により25A、稀にそれ以上）の用途で広く採用されています。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 10.3 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性係数） | 20.0 °C | 81 GPa | – |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.37 | 銀として典型的 |
| せん断弾性係数 | 20.0 °C | 28 GPa | – |
| 引張強度 | 20.0 °C | 310 MPa | – |
| 伸び | 20.0 °C | 58 % | 優れた延性 |
| ビッカース硬度 | 20.0 °C | 65 – 95 HV | – |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 300.0 °C | 1.96E-5 1/K | – |
| 融点 | – | 962 °C | 銀として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 234 – 251 J/(kg·K) | 銀として典型的 |
| 熱伝導率 | 20.0 °C | 344 W/(m·K) | – |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気伝導度 | 20.0 °C | 1.03E+7 S/m | – |
| 電気抵抗率 | 20.0 °C | 2.4E-8 Ω·m | – |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 銀 (Ag) | 90 % |
| 銅 (Cu) | 10 % |
材料の特長とメリット
- 優れた電気伝導度：純銀に近い伝導度（1.03E+7 S/m）で、接点抵抗を最小化
- 高い延性：伸び58%で、スプリング接点や複雑形状成形に適する
- 良好な切削性：銅添加により純銀より切削加工が容易、精密接点部品製造に有利
- ロールクラッド可能：ベースメタル（銅合金、ニッケル合金等）へのクラッド材製造が可能、コスト低減
- アーク耐性・溶着抵抗：銅添加により純銀よりアーク侵食と接点溶着に強い
- ガス相分離特性：真空・ガス雰囲気での脱ガス挙動が良好、高真空スイッチに適する
注意点・制約事項
- 硫化腐食に弱い：硫黄含有環境（ゴム、油、大気中H₂S等）で硫化銀生成、接点抵抗上昇の原因となる
- 酸化耐性は低い：高温では酸化被膜形成、接点信頼性に影響する場合あり
- 高電流遮断には不向き：25A以上の遮断ではアークエネルギー大、AgCdOやAgSnO₂等が推奨
- 応力緩和：高温継続使用で応力緩和・クリープ発生、ばね特性低下の可能性
主な用途
- 低電圧スイッチ・リレー接点：制御盤、配電盤、自動制御機器（～10A、最大25A）
- 通信機器接点：電話交換機、モデム、ネットワーク機器のリレー・スイッチ
- 精密機器スイッチ：計測器、医療機器、分析装置の微小電流接点
- 自動車電装接点：リレー、スイッチ、コネクタ端子（低電流回路）
- クラッド材ベース：AgCu10/銅合金クラッド接点チップ、コスト・性能バランス最適化
関連材料との比較
| 材料記号 | 組成 | 主な特長 | 適用電流範囲 |
|---|---|---|---|
| AgCu10 (Ag90Cu10) | Ag 90%, Cu 10% | 高伝導、高延性、切削性良、低コスト | ～10A (max 25A) |
| AgCu20 (Ag80Cu20) | Ag 80%, Cu 20% | より高強度、硬度高、耐アーク性向上 | ～25A |
| AgCdO | Ag 85-90%, CdO 10-15% | 高耐アーク、耐溶着、低接点抵抗 | 10-100A |
| AgSnO₂ | Ag 90-95%, SnO₂ 5-10% | 無鉛・無カドミウム、高耐アーク、環境対応 | 10-100A |
| AgNi | Ag 85-90%, Ni 10-15% | 高硬度、耐摩耗、耐食性良 | ～50A |
設計・選定ガイドライン
- 切替電流10A以下、抵抗負荷・誘導負荷の小容量スイッチ：AgCu10最適
- 硫黄雰囲気回避不可の場合：金メッキAgCu10、またはAgNi/AgSnO₂検討
- 高頻度切替（寿命重視）：接点形状最適化＋AgCu10クラッド材採用
- 真空・不活性ガス封入スイッチ：AgCu10のガス分離特性を活用
- 環境規制（RoHS、ELV）対応：AgCu10はCdフリー、鉛フリーで適合
金属
- EN 10088-1 X70CrMo15：軟質焼鈍グレード 切削工具・産業用途向け
- PtW10 軟質焼鈍白金タングステン合金（+A）：プレミアム接点材料
- X105CrMo17 焼鈍鋼（EN 10088-1）— 高硬化性・耐摩耗性ステンレス鋼
- EN 10083-2規格 C50R 軟質焼鈍鋼（+A） – 高強度・高加工性
- EN 10083-2規格 C55R 軟鋼球焼鈍鋼 – 自動車・エンジニアリング用途向け作業性向上
- EN 10269 40CrMoV4-6鋼 グレード 軟鈍鋼 高温ボルト・ナット用
- EN 10269 42CrMo4 軟鋼 – 高強度・耐摩耗性に優れたクロムモリブデン鋼
- PtIr30軟質焼鈍材（+A）：高交流負荷スイッチ・リレー・航空宇宙用途向け耐久接点材料
- PtNi8.5軟質焼鈍材（+A）：スイッチ・リレー用高性能接点材料
- 軟質焼鈍イリジウム（Ir）─ 高純度・耐熱性白金族金属
- パラジウム（Pd）軟質焼鈍材（+A）：特性・用途・触媒メリット