自動車部品を支える縁の下の力持ち:青銅
青銅とは、銅を主成分に、錫を混ぜ合わせて作った合金です。人類が初めて手にした合金の一つであり、遠い昔から私たちの暮らしを支えてきました。銅に錫を混ぜ合わせることで、銅単体よりも硬く、強く、そして様々な特性を持つようになります。
青銅を作るには、銅に4%から20%程度の錫を加えます。錫の量によって、青銅の性質は大きく変わります。錫を多く加えるほど、硬く、丈夫になります。硬さが最も高くなるのは、錫が17%から20%含まれている時です。しかし、硬さと同時に、曲げたり伸ばしたりする性質(伸びやすさ)は失われていきます。伸びやすさが最も高いのは錫が4%の時で、それ以上錫を加えると、急速に伸びにくくなります。
青銅は硬いだけでなく、粘り強さ(靭性)も持ち合わせています。粘り強さとは、強い力を受けたり、曲がったりしても、簡単には壊れない性質のことです。この性質のおかげで、青銅は様々な道具や製品に利用されてきました。
青銅は、複雑な形のものを作るのにも適しています(鋳造性)。溶かした青銅を型に流し込み、冷やすことで、様々な形の製品を作ることができます。また、錆びにくい(耐食性)という特性も持っています。そのため、屋外で使う道具や、水に触れる機会が多い場所で使われる部品などにも利用されてきました。さらに、摩擦に強い(耐摩耗性)という特性も、青銅の大きな利点です。摩擦によって削れたり、摩耗したりしにくいため、長持ちする製品を作ることができます。
錫の含有量が10%以下の青銅は、冷間加工と呼ばれる方法で形を変えることができます。冷間加工とは、金属を熱することなく、常温で叩いたり、伸ばしたり、曲げたりして形を変える方法です。一方、錫の含有量が10%を超える青銅は、鋳造、つまり溶かして型に流し込む方法で加工するのが適しています。このように、錫の量によって加工方法も変わるため、用途に合わせて適切な青銅が選ばれます。