エンジニアのための技術講座

プラ金型講座

掲載日:2010年03月12日

カテゴリ : 金型材料

第450回 銅の性質

 銅(copper)は、プラスチック射出成形金型部品の材料として、現在も必要な部分に多用されている。金型の材料としては炭素鋼とその合金がほとんどを占めているが、硬度が炭素鋼よりも低く、強度も低いにもかかわらず銅が使用されている理由には、良好な熱伝導性と電気伝導性を有することが挙げられる。例えば、ホットランナーの加熱部分や冷却サイクルを短くするためにコアとして使用される場合やコアピンが挙げられる。

 金型に使用される銅は、純銅ではなく、亜鉛や錫などと合金にされて使用される場合が多い。

 以下に銅の金属素材としての特徴を紹介する。

銅:化学記号 Cu

原子量:63.54

比重:8,884~8,952

融点:1083℃

沸点:2200~2310℃

比熱:0.39J/kgf

線膨張係数:16.2×10-6

空間格子:面心立方格子

引張強さ:12.5~18.0kgf/mm2 (鋳物)
  35kgf/mm2 (圧延物)

伸び:20~50%(鋳物)
  5%(圧延物)

硬さ:30~53HB(鋳物)
 65~75HB(圧延物)

縦弾性係数:7,700kgf/mm2 (鋳物)
 10,000~13,000kgf/mm2 (圧延物)

製法:黄銅鉱や輝銅鉱を溶鉱炉で精錬し、さらに電気分解によって純度を高めて作る。
精錬直後の銅には、鉛、ビスマス、ヒ素、アンチモン、硫黄、酸化銅などの不純物が含まれており、これらを取り除いて純度を高める。

酸化物:高温では酸化第二銅(CuO)が発生する。常温付近では塩基性炭酸銅(Cu2(OH)CO3) が発生する、通称「ろくしょう」と呼ばれる緑色の酸化物である。これは人体に有毒である。

耐酸性:硝酸には希酸であっても侵されるが、それ以外では侵されにくい。しかし、濃酸には瞬時に侵されてしまう。

耐アルカリ性:若干侵される。

展延性:非常に良好で、板状に伸ばしたり、絞り形状を作ったりすることが容易である。

原産地:チリ、米国などが主要産出国であり、日本では足尾銅山や日立銅山などで採掘されていたが、現在はほぼ全量が輸入に依存している。



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