C18070の特性：導電性、強度、曲げ加工性、および2つの高温挙動

第1回では、高導電性銅－クロム－シリコン－チタン合金であるC18070を紹介しました。その価値は、単一の優れた特性ではなく、複数の特性がバランスよく兼ね備わっている点にあります。本稿では、それらの特性を体系的に整理するとともに、他よりも多くの選定ミスを招く原因となる概念の混同を解消します。

テンパー別の機械的特性

R材質（Rテンパー）は、引張強さの最小値（MPa単位）によって名称が付けられます。表中の範囲は通常の製造ばらつきを示しています。実際のロットについては、工場検査証明書（ミル・サーティフィケート）に測定値が記載されます。

強度および硬度はR400からR580へと上昇する一方、延性は低下します。これは意図的に中強度の合金であり、ばね用合金のような極限強度を追求していません。なぜなら、そのような高強度化は電気伝導率および成形性を犠牲にするからです。本合金の目的は、十分な強度を確保しつつ、他の2つの特性（伝導率・成形性）を高い水準に保つことです。

折りたたみ

C18070が他の導電性合金と一線を画す点がここにあります。厚さ0.5 mm以下で90°曲げ試験を行った場合の最小曲げ半径は以下の通りです。

R400材質では、好ましい方向および好ましくない方向の両方において0t曲げ（つまり、亀裂を生じさせずに完全に折り畳める）が可能です。これにより、78％IACS以上の高い電気伝導性を維持しながら、実際に複雑なスタンプ成形およびプレス成形形状を実現できます。材質が硬化（テンパー処理）されるにつれ、必要な曲げ半径は大きくなります。したがって、複雑な形状にはやわらかい材質（ softer temper）が適しています。図面には必ず曲げ半径とその方向（好ましい／好ましくない）を明記し、適切な材質を指定してください。

高温下での2つの異なる挙動——混同しないでください

購入者はしばしば「優れた高温性能」という単一の特性を要求しますが、実際にはこれは2つの異なる特性であり、それぞれ異なるメカニズムによって規定されます。部品によっては、そのうちの一方のみ、あるいは両方が求められる場合があります。

応力緩和抵抗 — 持続的な荷重下で部品が接触圧力を維持し続けるか、あるいは徐々に緩んでいくか。これは、コネクタが長期間にわたり高温環境下でも確実に保持力を発揮し続けるために依拠する特性です。

軟化抵抗性 — 材料自体が加熱により強度を失い、柔らかくなっていくかどうか。これは、高温にさらされた後に部品が形状および硬度を維持できるかどうかを決定づける特性です。

C18070はこの2つの特性においていずれも優れた性能を示しますが、それぞれが異なる課題に対応しています。もし部品の故障モードが『数か月の使用後に接触圧が低下する』というタイプであれば、関連する評価指標は応力緩和です。一方、『高温曝露後に部品が柔らかくなる』というタイプであれば、関連する特性は軟化抵抗性です。誤った指標を仕様として定めることは、よくあるミスであり、コスト面でも大きな損失を招く可能性があります。

応力緩和値

200°Cで1000時間の条件下において、C18070は応力を少なくとも85％維持します。実使用面では、接点が長時間の高温運転後も大部分のクリンチング力を保つことを意味し、これは高電圧バッテリーやエンジンルーム内コネクタに求められる挙動です。さらに、78～83％IACSの導電率と組み合わさることで、高電流かつ高温下でも安定して機能する接続部材としての合金特性を実現します。

よく 聞かれる 質問

どのテンパー処理が最も曲げ加工性に優れていますか？

R400です。このテンパーでは、好方向・悪方向のいずれにおいても0t（板厚ゼロ）での曲げが可能であり、複雑な成形部品に適しています。

C18070の高温下における応力保持率はどの程度ですか？

200°Cで1000時間後でも少なくとも85％を維持。これは、長時間の高温使用において接触力が安定していることを示します。

応力緩和と軟化は同じですか？

いいえ。応力緩和とは、持続荷重下で接触力が低下する現象であり、軟化とは加熱による材料強度の低下を指します。これらは異なるメカニズムであり、それぞれ個別に仕様設定する必要があります。

このシリーズの次回は： C18070 シリーズ：EV用バッテリー接続器、太陽光発電関連ハードウェア、リレーおよびヒューズボックス