アルミニウム青銅とは
アルミニウム青銅とは、アルミニウムと銅を主要な成分とする合金です。
アルミニウムと銅の組み合わせにより、それぞれの良い特性を組み合わせることができるため、多くの工業分野で使用されています。アルミニウムは軽量で耐食性があり、熱伝導性が高いです。
一方、銅は優れた電気伝導性を持ち、耐食性もあるため、電気工業や熱交換器などの分野で重要な役割を果たしています。アルミニウム青銅は、これらの特性を組み合わせて、強度や耐蝕性、耐摩耗性を高めることができます。
アルミニウム青銅は、船舶、自動車、航空機、機械部品など幅広い用途で利用されており、特に耐食性が求められる環境や高温にさらされる部品などで重要です。また、美しい外観と耐食性を兼ね備えているため、建築やデザイン分野でも利用されることがあります。
アルミニウム青銅の使用用途
アルミニウム青銅の主な使用用途は、以下の通りです。
1. 船舶
耐食性が高く、海水中での耐久性があるため、海洋環境での使用に適しています。船のプロペラや船体部品、船の装飾などに使用されます。
2. 自動車
耐食性や軽量性が求められる部品に使用されます。エンジン部品、車体の外装、サスペンションなどで利用される場合があります。
3. 航空機
軽量さが特に重要な分野で、航空機の構造部品やエンジン部品などに使用されます。
4. 機械部品
高い強度と耐摩耗性が求められるシチュエーションで使用されます。歯車、軸受、ボルトなどの機械部品に使われます。
5. 熱交換器
アルミニウム青銅の熱伝導性の高さを活かし、熱交換器の管やフィンに利用されます。
6. 建築材料
耐食性や美観を兼ね備えているため、建築用の装飾や外装材料として使用されることがあります。
7. 電気工業
電気伝導性が優れているため、電気コネクターや電気導体部品などに利用されます。これ以外にも、化学工業、医療機器、スポーツ用具、美術品などでも使用されます。
アルミニウム青銅の原理
アルミニウム青銅は、アルミニウムと銅を主成分とする合金です。アルミニウム青銅の特性や性質は、その成分比率や微細な組織、結晶構造によって決まります。
1. 成分比率
アルミニウム青銅は通常、アルミニウムと銅の割合によって異なる合金グレードがあります。多くの場合、銅の含有量が10～15%程度とされていますが、これは具体的な使用目的に応じて調整されます。成分比率は合金の特性に影響を与えるため非常に重要です。
2. 相分離
アルミニウム青銅の合金化に際して、アルミニウムと銅の原子が混ざり合うことで新たな結晶構造が形成されます。この際、アルミニウムと銅は微細な粒子や結晶として共存し組織を形成することで合金の強度や硬度、耐摩耗性などの特性に影響を与えます。
3. 相互作用
アルミニウムと銅は、それぞれの特性を組み合わせることで、合金全体として両方の性質を持っています。例えば、アルミニウムは軽量で耐食性が高く、銅は高い電気伝導性を持っています。
4. 硬化
アルミニウム青銅は、冷間加工や熱処理によって硬化し、材料の強度や耐摩耗性を向上させることができます。硬化のメカニズムには、結晶の強化や微細な析出物の形成などが含まれます。
アルミニウム青銅の種類
アルミニウム青銅の種類は、以下の通りです。
1. アルミンシリコン青銅
この種類のアルミニウム青銅は、銅とアルミニウムにシリコンを添加した合金です。高い耐腐食性と機械的強度を持ち、耐摩耗性にも優れています。摺動部品や耐食性が必要な環境で使用されることが多いです。
2. アルミンニッケル青銅
銅とアルミニウムにニッケルを添加した合金です。優れた耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性を持ち、高い強度も兼ね備えています。海水中での使用や高温環境での使用に適しています。
3. アルミン鉄青銅
銅とアルミニウムに鉄を添加した合金です。耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性に優れており、高い強度も持っています。機械部品や摺動部品などで使用されることがあります。
4. アルミン鋳造青銅
銅とアルミニウムに鉛と錫を添加した合金です。これにより鋳造性が向上し、耐食性と摺動性があります。適した形状の部品を鋳造できるため、機械部品や軸受などで使用されることも多いです。
これ以外にも、特定の要件に合わせて調整される多くのアルミニウム青銅合金が存在します。アルミニウム青銅はその用途に応じて適切な種類を選ぶことが重要で、異なる特性を持つ各種類の合金が工業や製造分野で幅広く利用されています。
参考文献
http://www.shouei-shouten.com/14503331351940
http://www.yamatogokin.co.jp/?page_id=27
http://www.nishida-kinzoku.co.jp/product/aluminium.html
https://kikakurui.com/h5/H5120-2016-01.html
https://www.pn-kiden.co.jp/press-machining/alumium/