真鍮の工業用途と選定ポイント完全ガイド｜特性・加工性・活用事例を徹底解説

真鍮の基本特性と合金種類

真鍮は銅と亜鉛の割合によって性質が変化します。銅の含有量が高いほど耐食性や展延性が増し、亜鉛含有量が増えると硬度と強度が向上します。一般的に工業用に用いられる代表的な合金は以下の通りです。

工業用途別の真鍮活用ポイント

真鍮は多彩な工業用途で使用されます。以下の用途別に特性と設計ポイントを整理します。

1. 機械部品

• ベアリングやギア、精密歯車などに使用
• 切削加工性が高く、寸法精度の維持が容易
• 摩耗試験で高耐久性が確認されており、長期運用に適する

2. 建築・配管資材

• 水道管、蛇口、バルブなどの耐食性部品
• 銅の含有量が高い合金は腐食に強く、長寿命設計に適する
• 施工時の曲げ加工や接続も容易で、メンテナンスコストを削減可能

3. 電子・電気機器

• 端子、コネクタ、スイッチなど高導電性が要求される部品
• 接触抵抗が低く、熱・電流負荷に耐えやすい
• 耐酸化性も高いため、長期間の安定動作が可能

真鍮の加工性と熱処理の影響

真鍮は加工性に優れていますが、加工方法によって特性が変化する場合があります。切削加工、プレス加工、曲げ加工それぞれの特性と注意点は以下の通りです。

• 切削加工: C3604は特に切削性が良好で、精密部品に最適。刃物材質と切削速度に注意。
• プレス加工: 応力集中により局所硬化が発生する場合があるため、加工厚みと金型形状を最適化。
• 曲げ加工: 厚板や高亜鉛合金では亀裂が入りやすいため、曲げ半径を設計に反映。
• 熱処理: 焼鈍（アニーリング）により延性が向上し、加工後の寸法安定性が改善される。

真鍮選定のポイントと注意点

工業用途に応じた最適な真鍮合金を選定する際は、以下の要素を総合的に判断します。

真鍮の重量計算と設計例

部品設計では重量計算も重要です。簡単な計算例を示します。

例1: 真鍮ベアリング (C3604)
長さ 50mm、直径 20mm
体積 ≒ 15.7 cm³
比重 8.4 g/cm³ → 重量 ≒ 132 g

例2: 真鍮配管パイプ (C2680)
長さ 2 m、断面積 10 cm²
体積 ≒ 2000 cm³
比重 8.5 g/cm³ → 重量 ≒ 17 kg

重量や断面積の最適化により、コスト削減と強度確保が可能です。

よくある質問

まとめ｜真鍮の特性理解で最適設計を実現

真鍮の工業用途における活用では、合金選定・加工性・耐食性・強度のバランスが重要です。用途別の選定ポイント、加工・熱処理の影響、重量計算例を理解することで、部品性能の最大化とコスト削減が可能です。