銅および銅合金の熱処理：強度・耐久性・性能を高める技術

本記事では、銅および銅合金の熱処理について解説します。関連記事として熱処理概要を公開済みです。熱処理とは、金属の物理的・化学的特性を変化させる金属加工プロセスです。鉄系・非鉄系両金属に適用可能です。

銅および銅合金の熱処理

銅熱処理後の最終製品には、線材・ケーブル、板・条・厚板、棒・バー、管、粉末冶金形状、鍛造品、鋳造品等があります。これらは各用途での安定性確保のため熱処理されます。銅熱処理プロセスには、均質化処理、焼鈍、応力除去、析出硬化が含まれます。

鋳造組織の偏析・コアリングを溶解・吸収させ、より均一な組織を作製する目的で実施されます。特にスズ・ニッケル含有熱間加工材料で効果的です。

加工硬化（歪み硬化）した材料を軟化させる目的です。冷間加工材を再結晶化温度まで加熱します。過熱すると結晶粒粗大化を招きます。一部の鉄含有銅合金は、再結晶化温度以上でも極微細結晶粒を維持し、第2相溶解温度を超えても結晶粒成長が進行しません。

焼鈍には2種類あります。「軟質焼鈍（ソフトアニール）」は急速結晶粒成長開始点より低温（数百度高め）、「軽焼鈍（ライトアニール）」は再結晶化温度わずかに上で実施されます。

特性安定化、強度・寸法精度向上を目的とし、特に冷間加工品や実用時の残留応力低減に実施されます。

溶体化処理と析出硬化

固溶体から成分の析出により銅強度を向上させる目的で実施されます。析出硬化型銅合金の例としてベリリウム銅があります。

本記事では、銅および銅合金の熱処理（均質化、焼鈍、応力除去、析出硬化）について解説しました。合金系と目的に応じた適切な熱処理条件選定が、高性能銅製品製造の鍵となります。

製造プロセス