ベリリウム銅の熱処理とは｜高強度と導電性を両立する時効硬化技術
Beryllium copper
ベリリウム銅とは、銅合金の一種であり、銅（元素記号：Cu）を主成分とし、ベリリウム（Be）0.4～2.2%と
少量のコバルト（Co）、ニッケル（Ni）及び鉄（Fe）を添加した析出硬化形の高銅合金です。
ベリリウム銅は、25合金（C1720相当）に代表される高強度合金と、50合金（JIS Z 3234 3種相当）に代表される
高伝導性合金（高電導度合金）に大きく分けられます。
また、板・条・棒・線などの形状で展伸材として供給され、高強度・高導電性・耐疲労性・高温特性・加工性・
耐食性などの特性を兼ね備えており、高性能バネ材料として幅広い用途に使用されています。
一般に、冷間加工と時効硬化処理によって鋼に匹敵する強度が得られます。
このベリリウム銅の特性を最大限に引き出すために欠かせないのが、適切な熱処理です。
本コラムでは、ベリリウム銅の熱処理の基本と注意点について解説します。
ベリリウム銅の特徴と熱処理の目的
ベリリウム銅は、溶体化処理後に時効硬化を行うことで、本来のポテンシャルを発揮します。
主な特徴は以下の通りです。
- 高強度・高硬度（鋼に匹敵するレベル）
- 優れたばね性と疲労強度
- 高い導電性・熱伝導性
- 非磁性・耐食性に優れる
これらの特性は、熱処理条件によって大きく左右されるため、用途に応じた適切な熱処理管理が重要です。
ベリリウム銅の代表的な熱処理工程
① 溶体化処理（Solution Treatment）
ベリリウム銅の熱処理は、まず溶体化処理から始まります。
一般的に 約750～800℃ に加熱し、合金元素を銅中に固溶させた後、急冷します。
この段階では硬度はまだ低く、加工性に優れた状態です。
② 時効硬化処理（析出硬化）
溶体化処理後に行うのが、ベリリウム銅の性能を決定づける時効硬化処理です。
通常 300～350℃ 程度で数時間保持することで、ベリリウム化合物が微細に析出し、硬度・強度が大きく向上します。
- 硬度：HV 350以上
- 引張強さ：1200MPa級
といった高い機械特性が得られます。
C1720P の時効硬化処理
時効硬化処理の温度は、315±5℃とし、処理時間は以下による。
・C1720P-O（板厚ｔ0.1mm以上）：処理時間 180分
・C1720P-1/4H（板厚ｔ0.1mm以上）：処理時間 150分
・C1720P-1/2H（板厚ｔ0.1mm以上）：処理時間 120分
・C1720P-H（板厚ｔ0.1mm以上）：処理時間 120分
高伝導度材料
11合金などと呼ばれているものが C1751P の相当品。
そのほか、50合金（JIS Z 3234 抵抗溶接用銅合金電極材料 3種相当品）などもある。
熱処理時の注意点｜歪み・変色・安全管理
ベリリウム銅の熱処理では、以下の点に特に注意が必要です。
- 過時効による性能低下
温度や保持時間が過剰になると、硬度やばね性が低下します。 - 酸化・変色対策
雰囲気管理が不十分だと表面酸化が発生し、外観品質に影響します。 - ベリリウムの安全管理
粉じんやヒュームの管理が重要であり、専門知識と設備が求められます。
そのため、ベリリウム銅の熱処理は実績のある熱処理専門業者への委託が推奨されます。
ベリリウム銅の熱処理は用途に応じた条件設定が鍵
ベリリウム銅は、
「最大強度を重視するのか」
「ばね性や導電性とのバランスを取るのか」
によって、最適な熱処理条件が異なります。
金型部品、電子部品、ばね用途など、使用環境を考慮した熱処理設計が品質安定のポイントです。
まとめ｜ベリリウム銅の性能は熱処理で決まる
ベリリウム銅は、熱処理によって真価を発揮する材料です。
適切な溶体化処理と時効硬化処理を行うことで、高強度・高信頼性部品として幅広い分野で活躍します。
ベリリウム銅の熱処理でお困りの際は、材料特性と用途を熟知した熱処理メーカーへぜひご相談ください。