ベリリウム銅 C1720（JIS H 3130・H 3270）の発注——板条と棒の選び分け、時効後の硬さ

この記事は、コネクタやスイッチのばね、溶接用電極、摺動部品など、工業用のベリリウム銅を発注するときの話を扱う。銅合金の製品記号の考え方と、時効処理の分担・標準条件は銅合金は製品記号と質別で指定するで書いた。ここでは、C1720 を中心に、近い合金（C1700・低ベリリウムの C1751・チタン銅 C1990）との選び分け、板・条と棒・線のどちらで買うか、時効処理後の硬さを何で確かめるか、曲げの向き、そして粉じんの扱いを確かめる場面に絞る。

同じ C1720 でも、形で規格が分かれる

ばね用の板と条は JIS H 3130:2025（ばね用のベリリウム銅，チタン銅，りん青銅，ニッケル－すず銅及び洋白の板及び条）で、ベリリウム銅は C1700 と C1720、低ベリリウム銅は C1751 が入っている^[1]。棒と線は JIS H 3270:2025（ベリリウム銅，りん青銅及び洋白の棒及び線）で、ベリリウム銅は C1720 だけが棒（C 1720 B）と線（C 1720 W）で規定されている^[2]。

JIS H 3270 の参考欄は、C1720 の棒の用途に航空機エンジン部品・プロペラ・ボルト・カム・歯車・軸受・スポット溶接用電極などを、線の用途にコイルばね・渦巻ばね・ブラシなどを挙げている^[2]。どちらも「時効硬化処理は，成形加工後に行う」とされている^[2]。伸銅品用語の JIS H 0500 は、ベリリウム銅を、銅にベリリウム 0.4〜2.2 % と少量のコバルト、ニッケル、鉄を添加した析出硬化形の高銅合金で、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る、と説明している^[3]。

近い合金との選び分け

JIS H 3130 の中で、C1720 の周りには目的の違う合金が並んでいる。成分とミルハードン材の強さを並べる。

出典: JIS H 3130 の表 1・表 2・表 8^[1]。ミルハードン材の値は厚さ 0.10〜0.60 mm。C1700・C1720 は Ni＋Co 0.20 % 以上、Ni＋Co＋Fe 0.6 % 以下。

C1720 の時効処理前の機械的性質（表 3）は C1700 と同じ値で、時効処理後（表 5）に差が出る。たとえば質別 H では、時効処理後の引張強さが C1700 で 1 230 N/mm² 以上、C1720 で 1 270 N/mm² 以上である^[1]。導電性を優先するなら C1751、ベリリウムを避けたいならミルハードン材として供給されるチタン銅 C1990 が同じ規格の中の候補になる^[1]。材料を替えるときは、強さだけでなく曲げ性の値と時効処理の要否が変わるので、図面の材料変更として設計部門に判断してもらう。

板・条は「時効前の材料」か「ミルハードン材」か

板・条の C1720 には、時効処理前の質別（O・1/4H・1/2H・H）と、材料メーカーで冷間加工と時効処理を済ませたミルハードン材の質別（OM・1/4HM・1/2HM・HM・XHM・XHMS）がある^[1]。JIS H 0500 は、ミルハードン材を、適当な冷間加工と時効硬化処理を施し、規定された機械的性質を付与した材料と定義している^[3]。

時効処理前の材料は、成形してから部品メーカー側で時効処理する。この場合、材料の成績書に載る時効処理後の値は、規格の条件で処理した試験片の値で、部品そのものの値ではない^[1]。時効処理を誰が何℃・何分で行うかの決め方は銅合金の記事に書いた。ミルハードン材は時効処理の工程を省けるが、C1720 のミルハードン材は厚さ 0.10〜0.60 mm の範囲で規定されている（硬さは一部 0.05 mm から）^[1]。厚い板が要る部品では、ミルハードン材の規格の範囲に入らない。

曲げは向きで値が 3 倍違う

ベリリウム銅の板・条は、曲げる向きで許される半径が大きく違う。JIS H 3130 の表 4 と表 9 から、C1720 の値を並べる。

出典: JIS H 3130 の表 4・表 9^[1]。いずれも 90° 曲げまたは W 曲げ、厚さ 0.05〜0.20 mm（O・OM は 0.10〜0.20 mm）。曲げ性は注文者の要求がある場合に適用。

時効処理前の H を直角方向に曲げるなら、圧延方向の 3 倍の半径が要る。端子の板取りで曲げ線が圧延方向と平行になるのか直角になるのかで、使える質別が変わる。曲げ性は注文者の要求がある場合に適用され、試験片の採取方向は受渡当事者間の協定による^[1]。曲げる部品では、曲げ性の適用と向きを注文で書く。曲げ性の値が表にあるのは厚さ 0.20 mm までなので、それより厚い条を曲げる場合は、割れの判定を協定しておく。

削る部品は、棒 C1720 B を時効処理後の値で受け入れる

電極やピン、軸受のように切削で作る部品は、JIS H 3270 の棒 C 1720 B を使う。棒の質別は O と H の 2 種類で、規格は時効処理前の値（表 3）と、試験片に規格の時効処理をした後の値（表 4）を分けて規定している^[2]。

出典: JIS H 3270 の表 3・表 4^[2]。硬さはビッカースとロックウェルのどちらで試験するかを受渡当事者間で協定する（ビッカースの値も表にある）。

時効処理の条件は 315 ℃±5 ℃で、保持時間は棒の径と質別で変わる。径 3.0〜19 mm では O が 180 分、H が 120 分、径 19 を超え 35 mm では O・H とも 180 分である^[2]。太い棒の H を細い棒と同じ 120 分で処理すると規格の条件から外れるので、径の違う部品をまとめて熱処理に出すときは注意がいる。

硬さの測り方も決まっている。測定位置は棒の横断面の中心から半径の約 2/3 の円周上で、時効処理後の C1720 のロックウェル硬さはスケール C（HRC）による^[2]。部品の受入で硬さを測るなら、規格と同じ位置で測れる形か、別に試験片を一緒に時効処理するかを決めておく。硬さの換算で合否を判断しないことは硬さの換算（HRC・HV・HB）の扱いに書いた。

棒の径の許容差は C1720 の普通級丸形で、径 5.0 を超え 10 mm 以下が ±0.06 mm、10 を超え 20 mm 以下が ±0.08 mm である^[2]。C1720 の棒は 35 mm を超える径が表に無く、代表寸法も 3.0〜35 mm の範囲である^[2]。これより太い材料が要るなら、規格外の材料として仕入先と成分・性質を協定する。

線は質別ごとに時効時間が違う

線 C 1720 W の質別は O・1/4H・3/4H で、時効処理の保持時間は O が 180 分、1/4H が 120 分、3/4H が 60 分である（温度はいずれも 315 ℃±5 ℃）^[2]。規格は、時効処理後の引張強さを、注文者が時効硬化処理をした場合に適用するとし、製造業者が性能を確認するために試験片を時効処理した場合にも適用するとしている^[2]。コイルばねを外注するなら、ばね成形の後に誰が時効処理するかを決め、処理後のばね荷重で受け入れるのか、材料の成績書の値で受け入れるのかを決める。ばね全般の仕様の書き方はばねの発注で仕様書に書くことを参照してほしい。

ベリリウムの扱いを確かめる場面

労働安全衛生法施行令の別表第三は、特定化学物質の第一類物質として「ベリリウム及びその化合物」を挙げ、あわせて、これを重量の 1 % を超えて含有する製剤その他の物を挙げている^[4]。ただし括弧書きで、合金にあっては、ベリリウムをその重量の 3 % を超えて含有するものに限るとしている^[4]。JIS の C1720 のベリリウムは 1.80〜2.00 %、C1700 は 1.60〜1.79 % なので^[1]、合金としては 3 % を超えず、施行令 別表第三第一号の第一類物質の含有物（特定化学物質障害予防規則が対象とする範囲）には当たらない。

これは施行令の区分の話で、加工のときに安全面の配慮が要らないという意味ではない。ベリリウムそのものは第一類物質に挙がる物質であり^[4]、粉じんやヒュームとして吸い込まないことが前提になる。研削や放電加工、溶接のように粉じんやヒュームが出る工程を外注するなら、仕入先が材料メーカーの安全データシートなどで取扱いを確かめているかを、見積の段階で聞いておく（提案）。どの措置が要るかを判断するのは、加工する事業者である。

成績書と、発注書に書くこと

成績書について、JIS H 3130 と JIS H 3270 は、注文者が受注時に求めたときに限り、合意した試験・検査の結果を製造業者が報告書にして出す、という同じ定めを置いている^[1][2]。非鉄金属材料の検査通則 JIS H 0321 は、規定の熱処理をした試験片の成績が合格しない場合は、改めて熱処理をして試験できるとしている^[5]。時効処理後の値が外れたとき、材料の不良か時効処理の不良かを切り分けるために、成績書に時効処理前の値も載せてもらうとよい（提案）。

1. 規格と製品記号
板・条は JIS H 3130（例 C 1720 R-1/2H、C 1720 R-HM）、棒・線は JIS H 3270（例 C 1720 B-H）。

2. 時効処理の分担
ミルハードン材を買うか、時効処理前の材料を買って誰がどの条件で処理するか。

3. 曲げ性と向き
曲げる部品なら曲げ性の適用と、曲げ線の向き（圧延方向に平行か直角か）。

4. 受入の基準
時効処理後の硬さ（HRC か HV か、測る位置）か、ばね荷重か。

5. 成績書と取扱い
時効処理前・後の値、化学成分。粉じんが出る工程の取扱いの確認。

注文書の書き方の例を示す。「材料：JIS H 3270 C 1720 B-H、径 12 mm（径の許容差 ±0.08 mm、JIS H 3270 による）。時効処理：加工後に当社指定の業者で 315 ℃±5 ℃・120 分。受入：時効処理後の硬さ 37〜45 HRC（横断面の半径約 2/3 の位置）。成績書：化学成分、時効処理前の硬さ、規格の条件で時効処理した試験片の引張強さ。」径 12 mm は表 3 と表 4 の「6.0 を超え 35 以下」の区分に入り、表 11 の保持時間の区分では径 3.0〜19 mm の H にあたる^[2]。

よくある質問

C1720 の H を買って曲げたら、直角方向だけ割れました

規格でも、時効処理前の H は直角方向の内側半径が厚さの 6 倍で、圧延方向（2 倍）より大きい^[1]。曲げ性を注文で求めていなかったか、半径が足りていなかった可能性がある。板取りの向きを変えるか、1/4H のように柔らかい質別を使うかを、設計部門と検討する。

時効処理後の部品が少し縮みました

時効処理で寸法が変わること（低い質別ほど収縮が大きいという報告）は、銅合金は製品記号と質別で指定するで触れた。寸法が厳しい部品は、時効処理後に仕上げる工程を入れるか、寸法変化を見込んだ加工にする。どちらにするかは仕入先と決め、受入の寸法がどの工程の後の値かを図面で明確にする。

ベリリウムを使わない材料に替えられますか

同じ JIS H 3130 にあるチタン銅 C1990 やニッケル－すず銅 C7270 が候補になる^[1]。ただし引張強さ、曲げ性、導電率の値が違い、C7270 は時効処理前の材料もある^[1]。材料変更として、試作で特性を確かめてから切り替える。

まとめ

C1720 は、板・条が JIS H 3130、棒・線が JIS H 3270 で規定され、製品記号が違う^[1][2]。板・条は時効処理前の材料かミルハードン材かを先に決め、ミルハードン材は厚さ 0.60 mm 以下の範囲である^[1]。曲げの内側半径は向きで大きく違うので、曲げ線の向きを書く^[1]。削る部品は棒を買い、時効処理後の硬さ（HRC）を規格の位置で測って受け入れる^[2]。合金のベリリウムは 3 % を超えないので施行令の第一類物質の含有物の区分には当たらないが、粉じんやヒュームが出る工程の取扱いは確かめる^[4]。

時効処理をしないばね材を選ぶならりん青銅 C5191・C5210 の条の発注が比較の相手になる。ほかに、超硬合金の部品、CAC406 の鋳物、ZDC2 のダイカストの発注についても書いた。熱処理一般の図面指示は熱処理を図面で指定するを参照してほしい。

出典・参考資料

1. JIS H 3130:2025 ばね用のベリリウム銅，チタン銅，りん青銅，ニッケル－すず銅及び洋白の板及び条（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2025 年 3 月 21 日改正）
2. JIS H 3270:2025 ベリリウム銅，りん青銅及び洋白の棒及び線（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2025 年 3 月 21 日改正）
3. JIS H 0500:1998 伸銅品用語（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／1998 年 8 月 20 日制定・2023 年 10 月 20 日確認）
4. 労働安全衛生法施行令（昭和四十七年政令第三百十八号）別表第三（e-Gov 法令検索（デジタル庁）／2026 年 10 月 1 日施行の現行版で確認）
5. JIS H 0321:1973 非鉄金属材料の検査通則（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／1973 年 3 月 1 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）

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