C18200 銅合金 (CuCr): 特性、硬化および用途

C18200銅合金とは何ですか?

C18200 はクロム銅の UNS 指定で、通常は CuCr と書かれます。これは主な合金添加物としてクロムを含む析出硬化性銅合金であり、抵抗溶接で最も広く使用されている電極材料の 1 つです。この合金が高く評価されているのは、純銅では実現できない組み合わせ、つまり 80% IACS 程度の導電率と、溶接電極の圧力と熱サイクルに耐える十分な硬度と強度を兼ね備えているためです。

ベリリウム-銅グレードとは異なり、C18200 にはベリリウムが含まれていません。これは製造業者にとって重要です。ベリリウム-銅の電極や部品を機械加工、研削、溶接するときに適用される、ベリリウム-を含む粉塵やヒュームの規制を回避できるからです。したがって、多くの抵抗溶接作業において、クロム銅グレードは、電気的および機械的要件を満たしながら、準拠した作業場へのより簡単なルートを提供します。

組成と代表的な特性プロファイル

特性の組み合わせは、合金含有量だけではなく熱処理によって達成されます。そのため、材料は通常、組成だけではなく、焼き戻し、必要な導電率と硬度によって順序付けされます。鍛造製品は、ASTM B601 に従って指定された調質でロッド、バー、プレート、鍛造品として供給され、満たすべき機械的特性値は、銅および銅合金のロッド、バー、および形状に該当する製品仕様から取得されます。

熱処理と硬化挙動

クロム銅は 2 段階で硬化されます。まず、材料は溶体化処理されて急冷され、クロムが過飽和固溶体に保持されます。合金は比較的柔らかくなり、成形が容易になります。第 2 段階は時効 (析出) 処理で、強度の向上に関与するクロムに富む微細な析出物を取り出します。その後、多くの電極製品では完成サイズまで冷間加工が行われます。{2}}正確な溶液温度、急冷速度、時効時間、および時効温度は、セクション サイズと目標焼き戻しによって設定されます。これらは、ハンドブックのサイクルから推測するのではなく、実際のロットのサンプルで硬度と導電率を測定することによって確認する必要があります。

2 つの実際的な結果が続きます。過剰な老化は、同じ温度で 2 回目の熱サイクルを行っても元に戻すことはできないため、炉の制御とバッチのトレーサビリティが重要です。また、最終時効処理後に行われる溶接、ろう付け、熱間成形などの作業では、影響を受ける部分の特性が変化します。つまり、完成した電極と通電コンポーネントは、可能な限り最終形状に合わせて注文する必要があります。-

アプリケーション

抵抗溶接: 被覆鋼板および非被覆鋼板用のスポット溶接電極キャップ、チップおよびアダプター、シーム溶接ホイールおよび電極ホルダー。

電気機器: コンタクト チップ、通電クランプとボルト接続、および高い導電性と耐軟化性の両方が必要とされる開閉装置コンポーネント。{0}

回転機械: モーターや発電機の整流子セグメント、ローター バー、その他の通電部品。{0}}

一般エンジニアリング: 導電性の硬質銅合金が必要だが電気負荷が中程度であるブッシング、摩耗パッド、金型部品。

加工アセンブリ: プレート、バー、または鍛造ブランクから製造されたブラケット、端子、バスバー継手。

選定と検査

通常、選択は溶接スケジュールから始まります。ゲージが重くなり、溶接時間が長くなり、電極力が大きくなると、導電性を犠牲にしてより硬い電極材料が必要になります。より軽量で高速なスケジュールでは、より導電性の高いグレードを使用できます。クロム銅は、コーティングされていない低炭素鋼や亜鉛メッキ鋼には汎用の選択肢です。一方、C17510 などのベリリウムを含むグレードは、大電流、高力の用途や、加工中の追加の安全管理を犠牲にして、アルミニウムやコーティングされた鋼の溶接に選択されます。-

クロム銅棒または電極材料の納入の受け入れテストには、以下を含める必要があります。 工場証明書のグレードと熱番号の検証。電気伝導率は仕上げ焼戻し品で測定されます。バーの端面の硬さ試験。注文に応じて引張試験を行う。そして、粗大なクロムストリンガーのない均一な析出物含有構造の金属組織検査を行います。{0}完成した電極については、ホルダーの図面と照らし合わせて、チップの形状、冷却穴の同心性、およびシートのテーパーを確認してください。{2}

よくある質問

Q: C18200 はベリリウム銅と同じですか?
No. C18200 はクロム銅であり、ベリリウムを含まないため、ベリリウム-銅グレードに適用されるベリリウム粉塵およびヒューム制御制度の対象外です。 C17510 は、同じ抵抗溶接作業に最もよく使用されるベリリウムベアリング材種です-。

Q: C18200 の導電性はどれくらいですか?
クロム銅は通常、経年劣化した完成状態で約 80% IACS と見積もられています。導電率は、導電体材料の標準試験方法に従って仕上げ焼き戻しで測定され、電極用途の工場試験報告書で証明される必要があります。

Q: 老化後のクロム銅の硬さはどれくらいですか?
硬度は冷間加工の量と時効処理に依存するため、単一の数値として見積もられるのではなく、焼き戻しによって指定されます。満たすべき値は、注文された焼き戻しに適用されるロッド、バーおよび形状の仕様の値であり、納入されたロットの硬さ試験によって確認されます。

Q: 溶接作業中にクロム銅が軟化するのはなぜですか?
電極先端は溶接電流によって加熱され、その後冷却水によって急冷され、サイクルを繰り返すことで析出物が徐々に過老化していきます。{0}クロム銅は純銅よりもこの軟化に対する耐性が優れていますが、それでも電極は定期的なドレッシングと、チップの直径と溶接品質のモニタリングに基づいた最終的な交換が必要です。

Q: C18200は簡単に機械加工や成形ができますか?
はい。この合金は他の銅{1}}を多く含む合金と同じ方法で加工されますが、快削黄銅よりも粘着性があり、鋭い工具、正のすくい角、適切な冷却剤の恩恵を受けます。-冷間成形は容易ですが、加工硬化が進むため、厳しい成形操作には中間焼鈍が必要です。