現代産業における錫リン青銅の主な応用分野

錫リン青銅とは何か、およびその指定方法

錫リン青銅は、錫が固溶強化をもたらし、リンが脱酸剤として作用し、完成したストリップやワイヤの弾性限界と疲労耐性を高める鍛錬銅合金です。{0}鍛造グレードには通常、4 % ～ 8 % の錫と 0.03 % ～ 0.35 % のリンが含まれていますが、鋳造グレードには最大 11 % の錫が含まれる場合があり、多くの場合耐圧性のために鉛が添加されます。その結果、適度な導電性と高い弾性回復力、長い疲労寿命、淡水、海水、および多くの工業雰囲気に対する優れた耐性を兼ね備えた材料が生まれました。

このファミリーは幅広い錫レベルをカバーしているため、購入に関する問い合わせには、UNS または EN グレード、製品形状、質質、製品規格の 4 つのことを必ず記載する必要があります。錫の含有量が強度とバネ性能を高めます。焼き戻しは、降伏強度とスタンピングツールが達成できる最小曲げ半径との間のバランスを左右します。

鍛造製品は、プレート、シート、ストリップおよび圧延棒については ASTM B103/B103M、棒および棒については ASTM B139/B139M、およびワイヤーについては ASTM B159/B159M に基づいて供給されます。鋳造部品は、連続鋳造の場合は ASTM B505/B505M、砂型鋳造の場合は ASTM B584 に従います。メートル法市場における並行文書は、錬銅合金ストリップについては GB/T 2059、錬銅合金グレードについては GB/T 5231、シート、ストリップ、サークルについては EN 1652、ロッドについては EN 12163 です。

グレードと特性の参考データ

同等の合金に使用される中国の GB/T 5231 の指定には、QSn4-0.3 および QSn6.5-0.1 が含まれます。以下の値は、スプリングテンパーにおける鍛造材料の一般的な範囲です。正確な限界は焼き戻し指定によって決まります。ここで、O60 は軟質焼鈍を示し、H01 から H10 は ASTM B601 に準拠した徐々に硬くなる焼き戻しを示します。

電子工学および電気工学における応用

コネクタとプラグは、単一の用途としては最大のものです。この合金は、嵌合サイクルを繰り返した後でも信頼性の高い接触力、低い接触抵抗、高速順送金型スタンピングに十分な延性を備えています。--一般的な部品には、基板対基板端子、バッテリ接点、プラグ ピン、圧着レセプタクル、シールド クリップなどがあります。-}

リレー スプリング、スイッチ ブレード、ヒューズ クリップ、ダイヤフラム コンタクトなどのスプリング要素は、高級錫の高い弾性限界に依存しています。{0}}合金は応力緩和に強いため、部品が負荷を受けてクリープしても接触力が弱まるのではなく、数千回の動作サイクルにわたって保持されます。

ディスクリートデバイスや小型集積回路用のリードフレームは、歴史的にこの合金から作られていました。適度な熱伝導率、良好なはんだ付け性、および成形材料に比べて低い熱膨張係数が必要な場合に引き続き使用されます。バスバー、ヒューズ ホルダー、端子台、ワイヤおよびケーブルのコネクタにもこの合金が使用されています。これは、安定したボルト締結または圧着ジョイントがボルトのトルクだけではなく弾性のフォローアップに依存するためです。-

機械、海洋、建築サービスにおけるアプリケーション

機械的には、ウォームホイール、ブッシュ、スラストワッシャー、ウェアプレート、ガイドエレメント、ピボットピンに錫リン青銅が使用されています。柔らかい錫-が豊富な相が負荷を支え、硬いマトリックスが傷つきにくいため、この合金は中程度の速度と負荷で動作する硬化鋼シャフトに対して良好に機能します。

海洋サービスでは、この合金はプロペラ シャフト ベアリング、船尾チューブ ブッシュ、バルブ本体とステム、ポンプ部品、デッキ継手と留め具に指定されています。海水の攻撃に耐え、鋼とは異なり、厚いコーティング保護を必要としません。船舶のプロペラ自体は、通常、錫リン青銅ではなくニッケル-アルミニウム青銅で鋳造されることに注意してください。その合金は、大型ブレードの強度、鋳造性、およびキャビテーション浸食耐性の優れた組み合わせを提供するためです。錫リン青銅は、プロペラの後ろのベアリングとバルブトレインでよく見られます。

建築および装飾用途では、合金が再現できる温かみのある色と細かい鋳造のディテールが活用されます。彫像、飾り額、手すり、金具は ASTM B584 または GB/T 1176 に基づいて鋳造され、屋外でゆっくりと均一に発色する安定した茶色または緑色の仕上げに緑青化されます。

製造、焼き戻しの選択、およびコストに関する注意事項

曲げ半径: 最小成形可能半径は焼き戻しとともに増加します。最初に最もきつい曲げを指定し、ひび割れせずに形成される最も硬い焼き戻しを工場に提案させます。

応力除去: 250℃～300℃の範囲の低温焼鈍により、厳しい成形後の残留応力が軽減され、アンモニアを含む環境での応力腐食割れから保護されます。-

機械加工: 自由機械加工バージョンは鉛または制御された第 2 相粒子に依存します。-成形用の材種はより粒子が粗く、鋭い工具と積極的なすくい角が必要です。

接合：ソフトはんだ付けと抵抗溶接は簡単です。ろう付けは可能ですが、接合部を短くしない限り、冷間加工による焼き戻しが柔らかくなります。{0}

メッキ: 錫、ニッケル、銀の仕上げはよく接着し、コネクタ部品によく使用されます。めっきの前に、酸化物{0}}のないきれいな表面が不可欠です。

よくある質問

Q: ばね強度が最も高い錫リン青銅のグレードはどれですか?
約 10% の錫を含む C52400 は最高の強度と最高の応力緩和耐性を与えますが、コストが高く、成形が容易ではないため、C52100 が高耐久ばねの通常の妥協点となります。-

Q: 錫リン青銅は高電流バスバーに使用できますか?{0}}
中程度の電流のみ。約 13 % ～ 15 % IACS の導電率は純銅または Cu-ETP の導電率を大幅に下回っているため、この合金は大電流を流すよりも接触とスプリングの負荷のために選択されます。

Q: 合金は海水中でどのように動作しますか?
海水への耐性が高く、海洋システムのシャフトベアリング、ブッシュ、バルブなどに広く使用されています。浸食の影響を受けないわけではないため、設計時に流速と砂の含有量を考慮する必要があります。

Q: 錫青銅と錫リン青銅の違いは何ですか?
リンは、溶融物を脱酸し、弾性限界を上げるために意図的に添加されます。普通の錫青銅には残留リンがほとんどまたはまったくないため、ばねの性能が低下します。

Q: 工場証明書にはどの規格を記載する必要がありますか?
たとえば、ストリップの場合は ASTM B103/B103M、ワイヤの場合は ASTM B159/B159M など、購入する形式に一致する製品規格を引用し、グレードと質質を同じ証明書に記載する必要があります。

Q: 硬度だけが品質を定義しますか?
いいえ、焼き戻し、粒子サイズ、表面状態はすべて成形と疲労挙動に影響を与えるため、硬度は常に引張強さ、伸び、曲げ試験の結果と併せて読み取る必要があります。