EN 12166 グレード CuBe2 TD - 高強度析出硬化型銅ベリリウム合金

EN 12166 グレード CuBe2 TD 銅ベリリウム合金の概要

EN 12166 グレード CuBe2（材料番号 CW101C、旧DIN 2.1247）は、ベリリウム1.8-2.1%を含む析出硬化型銅合金で、銅合金中最高レベルの強度・弾性・耐摩耗性・疲労強度を誇ります。TD（熱処理済み・引き抜き/加工硬化状態）では、時効硬化前の状態で供給され、ユーザー側で時効処理（通常 310-330°C × 2-3時間）により最終特性を発現させます。電気伝導率は純銅の約23% IACSと中程度ながら、熱伝導率は優れ、非磁性、スパークフリー、低温脆性なし（-200°Cまで）、応力腐食割れ耐性に優れるなど、特殊環境下での信頼性が極めて高い材料です。

一般特性

特性	温度	値
密度	20.0 °C	8.3 g/cm³

機械的特性（20.0 °C、TD状態・時効処理範囲を含む）

特性	温度	値
弾性率	20.0 °C	135 GPa
伸び	20.0 °C	8 - 20 %
伸び (A50)	20.0 °C	2 - 35 %
ビッカース硬度	20.0 °C	90 - 290 HV
引張強さ	20.0 °C	410 - 830 MPa
0.2%耐力 (Rp0.2)	20.0 °C	190 - 800 MPa

※幅のある範囲は、時効処理条件（温度・時間）および加工硬化度による変動を示します。ピークエイジング（高強度）では引張830 MPa・耐力800 MPa・硬度290 HV・伸び2%程度、アンダーエイジング（高靭性・高導電）では引張410 MPa・耐力190 MPa・硬度90 HV・伸び35%程度となります。

熱的特性

特性	温度	値	備考
熱膨張係数	300.0 °C	1.7E-5 1/K
融点	-	855 - 1090 °C	高銅合金の典型値
比熱容量	23.0 °C	360 - 420 J/(kg·K)	高銅合金の典型値
熱伝導率	20.0 °C	92 - 125 W/(m·K)

電気的特性

特性	温度	値
電気伝導率	20.0 °C	8.00E+6 - 1.80E+7 S/m
導電率 (IACS換算)	-	23 % IACS

化学成分（質量%）

元素	含有量
ベリリウム (Be)	1.8 - 2.1 %
コバルト (Co)	0.3 %
鉄 (Fe)	0.2 %
ニッケル (Ni)	0.3 %
銅 (Cu)	残部

加工・接合特性

• 熱間・冷間成形: 良好（時効前は柔らかく成形容易）
• 機械加工性: 中程度（高硬度時は工具摩耗大、超硬・ダイヤモンド工具推奨）
• ろう付け: 銀ろう・軟ろうともに良好
• ガスシールド溶接: 良好（TIG/MIG可能、ベリリウム蒸気対策必須）
• バニシング（光沢仕上げ）: 良好

熱処理プロセス（標準的）

1. 固溶処理: 780-820°C × 10-30分・水冷（材料メーカー実施済みの場合多い）
2. 冷間加工: 引き抜き・圧延等による加工硬化（任意、強度向上に寄与）
3. 時効硬化（エイジング）: 310-330°C × 2-3時間・空冷（ピークエイジング）

作業硬化除去温度は約350°C。時効温度により強度・導電率・靭性のバランスを調整可能。

安全性・取り扱い上の重要注意事項

ベリリウムは吸入性毒性物質（発がん性・慢性ベリリウム病）です。 固体バルク材としては安全ですが、切削・研削・溶接・溶融・酸洗い等で粉塵・ヒューム・ミストが発生する作業では、局所排気・保護具・作業環境測定等の法令遵守（特化則・有機則等）が必須 です。乾式切削・研削は避け、湿式加工・集塵装置を使用してください。

主要用途

• 精密ばね・接点・コネクタ: 高弾性率・高疲労強度・ストレスリラクセーション耐性
• 時計部品: ゼンマイ、テンプ輪、引き出し部品（非磁性・耐摩耗）
• 高周波・高圧コネクタ部品: 非磁性・高強度・導電性バランス
• 耐摩耗部品: ウォームギア、歯車、ベアリング玉、シートバルブ
• 非磁性・防爆工具: 石油化学・鉱山・軍事用スパークフリー工具
• 金型・プラスチック射出成形インサート: 高熱伝導・高硬度・耐摩耗
• 航空宇宙・防衛: ジャイロスコープ、慣性誘導部品、ミサイル部品
• 電気めっきストリップ: 錫めっき（光沢・マット・リフロー・SnPb）対応、DIN EN 14436準拠

同等規格・関連グレード

• UNS C17200、ASTM B194 / B196 / B197
• DIN 17666 / EN 12166: CuBe2 (CW101C)
• JIS H 3270 C1720 / C1720R
• 高導電グレード: CuBe1.7 (CW100C, C17500) - Be 0.4-0.7%、導電率45-60% IACS
• 高強度グレード: CuBe2.75 (CW102C) - 更なる高強度用