ばね用ベリリウム銅板（C1720P）の板金加工実例
板金加工分野においてはよく”ベリ銅”などとも呼ばれ、高性能バネやコネクタ、電気機器用薄板ばね部品などによく用いられる、C1720Pに代表される ばね用ベリリウム銅板による薄板精密板金・板金加工の製品実例をご紹介しております。
加工サンプル内容の詳細をご覧いただき、お見積もりやご注文の際の参考にしてください。
バネ用ベリリウム銅板やベリリウム銅合金の種類や規格などに関することも簡単に解説しておりますので、こちらも設計などの参考になれば幸いです。
■ サンプル１
ばね用ベリリウム銅板 C1720P t0.4（表面処理なし）の薄板ばね・精密板金実例。企業様向け半導体製造装置関連部品の試作、曲げ加工成形品。
■ サンプル２
バネ用ベリリウム銅板 C1720P t0.3の薄板バネ・精密板金加工サンプル。3点のジョイント部で連結した平板状の端子部品。ワイヤーカット加工による企業様向け製品。
■ サンプル３
ばね用ベリリウム銅板 C1720P t0.4の精密板金加工・板バネ加工例。板材のばね性を利用した端子ピンの製作。ワイヤーカット加工（ブランク加工）・プレスブレーキ曲げ加工。
■ サンプル４
バネ用ベリリウム銅 C1720P t0.4の板バネ加工・精密板金加工例。ベリリウム銅のバネ性を生かした電気機器の接点スイッチ部品として利用されるスプリング板部品。
■ サンプル５
ばね用ベリリウム銅 C1720P t0.2の薄板バネ加工・精密板金加工例。機械装置内で導体を位置決め固定するための押さえ金具として利用される固定バネ（薄板ばねホルダー）。
■ サンプル６
バネ用ベリリウム銅 C1720P t0.3の薄板精密板金加工例。ユニークなブランク形状をもつ2種類のスイッチ接点部品。ワイヤーカット加工により極力角部の丸みを抑えた平板状の接点部品。
■ ばね用ベリリウム銅板の種類や規格、サイズ、機械的性質など
バネ用ベリリウム銅板の種類
ばね用ベリリウム銅板とは、りん青銅板や真鍮板などと同様、伸銅品（注１．）の一種であり、バネ用のベリリウム銅を圧延した板材のことです。
ベリリウム銅とは、銅合金（注２．）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（注３．）の高銅合金（注４．）です。
（ベリリウム銅の参考英文：copper-beryllium alloys）
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（注５．）と時効硬化（注６．）処理によって鋼に匹敵する強度が得られます。
ばね用ベリリウム銅板は、ばね用材料として、特に時効硬化処理条件及びばね限界値（注７．）が規定されるベリリウム銅の伸銅品であり、JISにおいては以下の種類があります。
- C1720P ばね用ベリリウム銅板
- ばね用ベリリウム銅板2種（旧JIS記号：BeCuP2）／比重（密度）8.36（時硬前：8.26）
化学成分（質量％）：
Cu+Be+Ni+Co+Fe 99.5以上／Be 1.80〜2.00／Ni+Co 0.20以上／Ni+Co+Fe 0.6以下
特性及び用途例：
耐食性がよく、時効硬化処理前には展延性に富み、時効硬化処理後は、耐疲労性・導電性が増加します。ミルハードン材（※）を除き、時効硬化処理は成形加工後に行われます。
高性能ばね、継電器用ばね、電器機器用ばね、マイクロスイッチ、ダイヤフラム、ベロー、ヒューズクリップ、コネクタ、ソケットなどに用いられます。
メーカーにより多少呼称は異なるようですが、”25合金”や”アロイ25”などと呼ばれるベリリウム銅が、C1720P の相当品になっています。
25合金（アロイ25）は、ベリリウム銅板の中ではもっとも一般的であり、銅をベースとした商業用の合金（銅合金）の中で最高の強度と硬さをもっている高強度合金です。
【C1720P ばね用ベリリウム銅板の色調サンプル】
（※）
ミルハードン材とは、メーカー側で適切な冷間加工及び時効効果処理を施して、規定された機械的性質を付与した材料のことを言います。 - C1700P ばね用ベリリウム銅板
- ばね用ベリリウム銅板1種（旧JIS記号：BeCuP1）／比重（密度）8.41（時硬前：8.26）
化学成分（質量％）：
Cu+Be+Ni+Co+Fe 99.5以上／Be 1.60〜1.79／Ni+Co 0.20以上／Ni+Co+Fe 0.6以下
特性及び用途例：
C1720P（25合金）と同じような特性及び用途ですが、C1720P よりもベリリウム（Be）含有量が少なく、多少強度が劣ってもよい場合などに代用されます。
メーカーにより多少呼称は異なるようですが、”165合金”や”アロイ165”などと呼ばれるベリリウム銅が、C1700P の相当品になっています。 - C1751P ばね用低ベリリウム銅板
- 化学成分（質量％）：
Cu+Be+Ni 99.5以上／Be 0.2〜0.6／Ni 1.4〜2.2
特性及び用途例：
食性がよく、時効硬化処理後は、耐疲労性・導電性が増加します。
特に導電性については、純銅の半分以上の導電率をもつ高電導度合金です。
スイッチ、リレー、電極などに用いられます。
メーカー呼称で、『ベリリウム銅 11合金』などと呼ばれているものが C1751P の相当品になっています。
そのほか、ベリリウム銅合金には、ベリリウム銅50合金（JIS Z 3234 抵抗溶接用銅合金電極材料 3種相当品）などもあります。
50合金は、ベリリウム（Be）含有量が少ない（0.2〜0.5％）低ベリリウム銅合金で、優れた導電性と高い強度が特徴であり、強力な機械的特性も兼ね備えています。
主に抵抗溶接用電極に用いられますが、導電性を必要とする機械部品などにも用いられます。
（注１．）
伸銅品とは、銅板などの銅（純銅）や銅合金を、溶解、鋳造、圧延、引抜き、鍛造などの熱間加工や冷間の塑性加工によって板、条、管（パイプ、チューブ）、棒、線などの形状に加工した製品の総称のことをいいます。
（注２．）
銅合金とは、銅を主成分とし、それに合金元素（ある特性を付与する目的で母金属に添加され、又は包含される金属、又は非金属元素）を添加した合金のことをいい、黄銅（銅と亜鉛の銅合金）のほか、青銅（銅とすずの銅合金）、白銅（銅とニッケルの銅合金）、赤銅（銅と金の銅合金）、洋白（銅と亜鉛とニッケルの銅合金）などがあります。
（注３．）
析出硬化とは、過飽和固溶体から金属間化合物などの異相が析出することによって起こる硬化のことです。
（注４．）
JISでは高銅合金とは、銅を主成分とし、それに合金元素（ある特性を付与する目的で、母金属に添加され、又は包含される金属、又は非金属元素）を添加し、銅96.0%以上で他の合金系に属さない銅合金のことを言います。
ベリリウム銅のほか、JISでは以下のような高銅合金があります。
◎すず入り銅（tin bearing copper）：
銅にすずを 0.05〜0.2%、りんを0.04%以下添加したもの。耐熱性が向上し、リードフレーム、ラジエータ用フィンなどに用いられる。
◎銀入り銅（silver bearing copper）：
銅に銀を0.08〜0.25%添加したもの。耐熱性が向上し、JIS C 2801（整流子片）などに用いられる。
◎ジルコニウム銅（copper-zirconium alloys）：
銅にジルコニウムを0.02〜0.2%添加した析出硬化形の高銅合金。強度、導電性、耐熱性に優れ、リードフレームなどに用いられる。
◎クロム銅（copper-chromium alloys）：
銅にクロムを0.4〜1.2%添加した析出硬化形の高銅合金。耐熱性、導電性に優れ、抵抗溶接用電極などに用いられる。
◎テルル銅（copper-tellurium alloys）：
銅にテルルを0.3〜2.0%添加した高銅合金。被削性に優れ、放電加工用電極、トーチ火口（ひぐち）などの切削加工材に用いられる。
◎チタン銅（copper-titanium alloys）：
銅にチタンを1.0〜4.0%添加した析出硬化形の高銅合金。冷間加工と時効硬化処理によってベリリウム銅に匹敵する強度が得られ、ばね材料などに用いられる。
◎快削ベリリウム銅（free-cutting copper-beryllium alloys）：
銅にベリリウム0.4〜2.0%、鉛0.2〜1.2%に少量のコバルト、ニッケル及び鉄を添加した析出硬化形の高銅合金。鉛を添加してベリリウム銅の被削性を改良したもので、通常、棒として供給されコネクタなどに用いられる。
◎鉄入り銅（copper-iron alloys）：
銅に鉄を0.1〜2.6%、りんを0.01〜0.3%添加した析出硬化形の高銅合金。時効硬化処理によって強度、耐熱性及び導電性を高めることができ、リードフレームなどに用いられる。
（注５．）
冷間加工とは、ひずみ硬化が生じるような温度範囲で行う金属又は合金の塑性加工のことです。
（注６．）
時効硬化とは、所定の温度に保持することによって過飽和固溶体から微細な二次相が析出するために生じる硬化のことです。
時効硬化型合金としては、ベリリウム銅のほか、チタン銅や鉄入り銅などがあります。
（注７．）
ばね限界値とは、材料に曲げる力を与えたとき、所定の永久たわみ（例えば 0.075mm又は0.1mm）を生じたときの表面最大応力値（永久たわみを生じない最大応力を与えたとき、材料の最外表層に生じる応力値）のことです。
伸銅品のJISでは、JIS H 3130 に、繰返したわみ試験とモーメント式試験の2通りの試験方法が規定されています。
板バネ材の曲げ加工
ばね材は冷間圧延によって製造されるので方向性（異方性）が高い薄板であるため、特に鋭角な曲げ加工を行う際には注意が必要です。
ステンレスばね材やC5210P（りん青銅板）などと同様、C1720P（ばね用ベリリウム銅板）も特にバネ性が強く圧延率が高いために異方性が強くなります。
一般に、強度（引張強さ、ばね限界値、降伏点、弾性率など）は、圧延方向に直角な方向が強く、平行な方向が最も弱くなり、伸びについてはその逆の傾向となります。
そのため、バネ材の曲げ加工は、一般に曲げ軸が圧延方向に直角あるいは45°方向くらいまでに収まるような材料取りをすることが望ましいです。（下図参照）
【バネ材の曲げ加工における圧延方向の取り方】
さらに、一般に強度の高いバネ材ほど靭性（じん性）が乏しくなり、スプリングバック（※）が大きくなるので、曲げ加工の難易度が高くなります。
- （※）スプリングバック
- スプリングバックとは、素材に弾性があるため、曲げ加工など所定の形に成形しても加工終了後加圧力を開放した時に、はね返りにより曲げた角度よりも開いてわずかに加工前の形状に戻ってしまう現象をいいます。
スプリングバック量は材質や曲げ、絞りの量に左右されます。
SUSバネ材などスプリングバックの強い材料の曲げ加工を行う際は、スプリングバックによる曲げ角度の戻り量を考慮した深い曲げ角度の加圧力を加えなければならいので、寸法精度が出にくい難しい加工になります。
ばね用ベリリウム銅 C1720P の定尺サイズ・寸法
バネ用ベリリウム銅（C1720P）は、定尺板（小板）で入手できる場合があります。市中に流通している定尺板サイズとしては、以下のサイズの小板（コイタ）がなどがあり、薄板ばね材料・精密板金用素材として利用されています。
- C1720P（ばね用ベリリウム銅）の定尺サイズ
- ・200mm×1000mm：通称「小板（コイタ）」（※）
（※）同じ伸銅品でも銅板や真鍮板の小板サイズは 365mm×1200mm、また りん青銅やばね用りん青銅の小板サイズは 180mm×1200mm が一般的です。
ばね用ベリリウム銅板の定尺板サイズ表の一例（標準板厚寸法及び寸法公差、重量）
市中材のバネ用ベリリウム銅板（C1720P）の定尺板（小板）の、標準板厚寸法及び板厚寸法公差と各板厚における1枚当たりの重量は、以下の表１になります。
なお、C1720P の比重は、8.36 となります。
（※）ばね用ベリリウム銅板は、市中品としてそれ程広く一般に流通しているものではなく、以下の定尺サイズ・板厚のサイズ表も一例となり、実際には入手困難な板厚・サイズもあります。
表１．C1720P ばね用ベリリウム銅板 定尺（小板）サイズ表の一例（標準板厚及び寸法公差、重量）（PDFファイル版）
※板金加工eyeで上記サイズ表の板厚・材料を全て在庫している訳ではありません。
C1720P の機械的性質（引張強さ・伸び・曲げ・硬さ）
C1720P（ばね用ベリリウム銅）の機械的性質を、以下の表２〜表４にまとめます。
（JIS H 3130 より抜粋）
※曲げ試験及び硬さ試験は、注文者の要求がある場合に限って適用されます。
また、表３の C1720P の時効硬化処理後の機械的性質は、注文者が以下の時効硬化処理をした場合に得られる性質になります。この性質は、製造業者が性能を確認するために試験片を時効硬化処理した場合にも適用されます。
- 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
表２．C1720P ばね用ベリリウム銅板の機械的性質（引張強さ・伸び・曲げ・硬さ：JIS H 3130）（PDFファイル版）
表３．C1720P ばね用ベリリウム銅板の時効硬化処理後の機械的性質（引張強さ・伸び・ばね限界値・硬さ：JIS H 3130）（PDFファイル版）
表４．C1720P ばね用ベリリウム銅板のミルハードン材の機械的性質（引張強さ・伸び・曲げ・ばね限界値・硬さ：JIS H 3130）（PDFファイル版）
注（1）
曲げ試験の条件を示す。Wは W曲げ試験を表す。曲げ試験によって曲げた部分の外側に割れを生じてはならない。ただし、端部の割れは判定の対象とはしない。また、180°曲げ又はW曲げのいずれを適用するかは、受渡当事者間の協定による。
注（2）
最小試験力は、1.961N とする。
製造方法
熱処理型合金である C1720P（ばね用ベリリウム銅板）の軟質材（調質記号：O）の製造方法は、圧延後溶体化処理（※）を施し、加工硬化材（調質記号：1/4H〜SH）は、溶体化処理後冷間圧延を行います。
また、C1720Pのミルハードン材（M）の製造方法は、溶体化処理及びそれに続く冷間圧延を行った後、時効硬化処理を施します。
（※）
溶体化処理とは、固溶化熱処理ともいい、熱処理合金を固溶限温度以上の適温に加熱し、合金成分を十分に固溶させた後、急冷させて過飽和固溶状態にする熱処理のことです。
ばね用ベリリウム銅板のJIS規格
精密板金・高性能薄板バネ用として利用されるバネ用ベリリウム銅板（C1720P・C1700P・C1751P）について規定しているJIS規格には、以下の規格があります。
- JIS H 3130 ばね用ベリリウム銅，チタン銅，りん青銅，ニッケル−すず銅及び洋白の板並びに条
- (Copper beryllium alloy, copper titanium alloy, Phosphor bronze and nickel silver sheets, plates and strips for springs)
圧延したバネ用のベリリウム銅、チタン銅、りん青銅、ニッケル-すず銅及び洋白の板並びに条について。
種類・記号、化学成分、機械的性質、寸法及びその許容差、製造方法、各種試験、検査など。
なお、ベリリウム銅板のJIS規格は、以前は 『JIS H 3801 ベリリウム銅板及び条』 というJISがありましたが、この規格は1977年をもって廃止されています。
上記の JIS H 3130 では、ばね用ベリリウム銅板（C1720P・C1700P・C1751P）のほか、以下に示すのバネ用の板が規定されています。
- ばね用チタン銅板（記号：C1990P）
- 時効硬化性銅合金のミルハードン材で、展延性・耐食性・耐摩耗性・耐疲労性がよく、特に応力緩和性・耐熱性に優れた高性能ばね材である。
電子・通信・情報・電機・計測器などのスイッチ、コネクタ、ジャック、リレーなど。 - ばね用りん青銅板（記号：C5210P）
- 展延性・耐疲労性・耐食性がよい。
特に低温焼なましを施してあるので、高性能ばね材に適する。
質別SHは、ほとんど曲げ加工を施さない板バネに用いる。
電子・通信・情報・電気・計測機器用のスイッチ、コネクタ、リレーなど。 - ばね用ニッケル-すず銅板（記号：C7270P）
- 耐熱性・耐食性がよく、時効硬化処理前には展延性に富み、時効硬化処理後は応力緩和特性・耐疲労性・導電性が向上し、高性能ばね材に適する。
ミルハードン材を除き、時効硬化処理は成形加工後に行う。
電子・通信・情報・電気・計測機器用の端子、コネクタ、ソケット、スイッチ、リレー、ブラシなど。 - ばね用洋白板（記号：C7701P）
- 光沢が美しく、展延性・耐疲労性・耐食性がよい。
特に低温焼なましを施してあるので、高性能ばね材に適する。
質別SHは、ほとんど曲げ加工を施さない板バネに用いる。
電子・通信・情報・電気・計測機器用のスイッチ、コネクタ、リレーなど。
