| カテゴリ | パラメータ | ユニット | 値／範囲 |
|---|---|---|---|
| 化学組成（重量％） | Cu（銅） | 重量％ | バランス（残高） |
| Sn（スズ） | 重量％ | 9.0～11.5 | |
| P（リン） | 重量％ | ≤ 1.0 | |
| Ni（ニッケル） | 重量％ | ≤ 0.10 | |
| Si（シリコン） | 重量％ | ≤ 0.02 | |
| Sb（アンチモン） | 重量％ | ≤ 0.05 | |
| Fe（鉄） | 重量％ | ≤ 0.1 | |
| Pb（鉛） | 重量％ | ≤ 0.25 | |
| Al（アルミニウム） | 重量％ | ≤ 0.01 | |
| Zn（亜鉛） | 重量％ | ≤ 0.05 | |
| Mn（マンガン） | 重量％ | ≤ 0.05 | |
| S（硫黄） | 重量％ | ≤ 0.05 | |
| O（酸素） | 重量％ | ≤ 0.1 | |
| 物理的性質 | 粒子サイズD10 | µm | 15歳以上 |
| 粒子径D50 | µm | 30～40 | |
| 粒子サイズD90 | µm | ≤ 60 | |
| 球形度 | — | ≥ 0.90 | |
| 見かけ密度 | g/cm³ | ≥ 4.2 | |
| タップ密度 | g/cm³ | ≥ 4.5 | |
| 流動性 | s/50g | ≤ 25 | |
| 機械的特性 | 状態 | — | 預け入れ時 |
| 抗張力 | MPa | ≥ 520 | |
| 降伏強度 | MPa | 400以上 | |
| 伸長 | ％ | ≥ 30.0 | |
| 相対密度 | ％ | ≥ 99.5 | |
| 硬度（HV） | 高電圧 | 170以上 |
1. CuSn10粉末の分析
この CuSn10 粉末は、 選択的レーザー溶融（SLM） そして、高性能な耐摩耗性部品に理想的な、バランスの取れた特性を備えている。
主な利点：
- 積層造形に最適化
- 狭い粒度分布（D50：30～40µm、D90≦60µm） 優れた層状均一性と最小限のサテライト形成を保証します。
- 高い球形度（0.90以上） そして 良好な流動性（≤ 25秒/50g） 信頼性の高い粉体再塗装を可能にする—工業プロセスにおける安定性にとって重要 SLM システム。
- 高い見かけ密度（≥ 4.2 g/cm³）およびタップ密度（≥ 4.5 g/cm³） これは、高密度充填を示し、多孔性を低減し、ほぼ完全な緻密化（99.5%以上）をサポートする。
- 優れた機械的性能（成膜時）
- 高い引張強度（520MPa以上） そして 降伏強度（400 MPa以上） 多くの鋳造青銅合金を凌駕し、急速凝固によって達成される微細構造の利点を実証する。 SLM。
- 優れた延性（伸び率30%以上） これは高強度金属部品としては特筆すべきものであり、この強度と靭性の組み合わせは稀であり、動的負荷がかかる用途（例えば、歯車、ベアリング）において非常に望ましい。
- 硬度 ≥ 170 HV 優れた耐摩耗性を備えながら、加工性および疲労性能も維持する。
- 摩耗用途における機能的優位性
- の Sn含有量9～11.5％ 延性のあるCuマトリックス内に硬い金属間化合物相（例えばδ-Cu₃₁Sn₈）を形成し、滑り接触時に典型的な青銅の自己潤滑特性を発揮する。
- 不純物含有量が低い（例：酸素含有量0.1%以下、リン含有量1.0%以下）ため、脆化が最小限に抑えられ、製造ロット全体で一貫した性能が確保されます。
- 組成は標準的な青銅グレード（例：ASTM B505 タイプ C90300 または ISO 4382-2 CuSn10P）に合致するが、 SLM最適化された粉末形状により、鋳造や機械加工では不可能な複雑な形状を実現できます。
理想的な用途：
- 航空宇宙軽量かつ高剛性のブッシング、スラストワッシャー、および高温下で動作するギア部品。
- 産業機械低摩擦性と長寿命が求められる高速・高負荷ベアリング、カムフォロワー、バルブ部品。
- 医療機器生体適合性（一般的に銅／錫が許容される）、耐摩耗性に優れた外科用器具の接合部。
要約すると、このCuSn10 SLM 粉末は 高性能で、すぐに生産可能な材料 これは、従来の青銅の機能性と現代の積層造形技術との間のギャップを埋め、複雑な形状、優れた機械的特性、そして信頼性の高い加工性を実現します。
2. CuSn10粉末は何に使用されますか？ SLM （選択的レーザー溶融））
CuSn10粉末 は、従来の錫青銅（錫を10%含有）をベースに開発された銅ベースの合金粉末で、金属積層造形プロセス向けに特別に設計されています。ガスアトマイゼーションやプラズマ回転電極プロセスなどの高度な粉末製造技術によって、粒径分布の狭い高球状粉末に製造され、選択的レーザー溶融（SLM）に適しています。SLM）技術。この材料はドイツ規格の鋳造錫青銅に属し、 DIN EN 1982-2008優れた耐摩耗性、良好な電気伝導性および熱伝導性、そして卓越した鋳造性能を特長としています。
2.1 化学組成特性
| 要素 | コンテンツ範囲 | 関数 |
|---|---|---|
| 銅（Cu） | バランス（88.5～90.5％） | ベースメタルは、電気伝導性と熱伝導性を提供する。 |
| スズ（Sn） | 9.0～11.5％ | 硬度、耐摩耗性、耐腐食性を提供する |
| リン（P） | 0.5～1.0％ | 脱酸素剤、流動性向上、硬質相形成 |
| 鉛（Pb） | ≤0.25% | 被削性を向上させる |
| ニッケル（Ni） | ≤0.10% | 強度と耐腐食性を向上させる |
| 鉄（Fe） | ≤0.10% | 強化段階により、耐摩耗性が向上します。 |
| マンガン（Mn） | ≤0.10% | 強度と靭性を向上させる |
| アルミニウム（Al） | ≤0.01% | 脱酸素元素 |
| 亜鉛（Zn） | ≤0.05% | 微量元素 |
2.2 粉末の特性
物理パラメータ
- 粒子径分布: 15～45μm (D50)
- 球形度: ≥0.95
- 見かけ密度: ≥4.2 g/cm³
- タップ密度: ≥4.8 g/cm³
- 流動性: ≤15秒/50g (ホール流量計)
粉体品質管理
- 酸素含有量: ≤800 ppm
- 窒素含有量: ≤300 ppm
- 水分含有量: ≤0.05%
3. CuSn10粉末 SLM
3.1 優れた耐摩耗性
- 錫含有量9～11.5％ 硬質の錫青銅相を形成し、優れた耐摩耗性と耐かじり性を発揮する。
- 滑り軸受、ブッシュ、その他高摩耗用途に適しています。
3.2 優れた電気伝導性と熱伝導性
- 銅マトリックス 優れた電気伝導率（15% IACS以上）と熱伝導率を提供します
- 放熱が必要な電気コネクタや熱交換部品に適しています。
3.3 優れた耐食性
- 大気、淡水、海水に対する優れた耐食性
- 海洋工学および化学機器に適しています
3.4 高い鋳造性能
- リン元素は脱酸剤として働き、合金の流動性と密度を大幅に向上させる。
- 複雑な形状の精密部品の製造に適しています。
3.5 良好な被削性
- 鉛元素の添加は材料の加工性を向上させる
- その後の機械加工と仕上げを容易にする
4. SLM プロセスパラメータに関する推奨事項
| パラメータ | 推奨範囲 | 注記 |
|---|---|---|
| レーザーパワー | 300～500W | 銅合金はより高い電力を必要とする |
| スキャン速度 | 800～1500 mm/s | 密度と効率のバランスを取る |
| 層の厚さ | 30～50μm | 通常40μm |
| ハッチ間隔 | 100～150μm | 表面品質に影響を与える |
| 予熱温度 | 150～200℃ | 熱ストレスを軽減する |
| 防護ガス | 高純度アルゴン（99.999%以上） | 酸化を防ぐ |
5．代表的な応用分野
5.1 ベアリングとブッシュ
- 滑り軸受高耐久性ベアリング、ベアリングシェル
- ブッシング油圧ポンプ用ブッシュ、ギア用ブッシュ
- 袖機械用スリーブ、耐摩耗性スリーブ
5.2 ギアおよびトランスミッション部品
- ギアウォームギア、ウォームホイール
- トランスミッション部品スプロケット、ラチェット
- クラッチプレート摩擦板、クラッチアセンブリ
53. 電気コネクタ
- 導電性部品電極、接点
- ヒートシンク熱交換器、ヒートシンク
- コネクタ電気コネクタ、端子
5.4 海洋工学
- 船舶部品プロペラ、船舶用ベアリング
- 海水ポンプポンプ本体、インペラ
- 船舶用機器海水腐食耐性部品
5.5 化学機器
- バルブ耐腐食性バルブ
- ポンプ本体化学ポンプ部品
- アザラシメカニカルシールリング
6. 後処理技術
6.1 熱処理
- 応力除去焼鈍: 500～550℃で1～2時間保持
- 溶液処理: 750～800℃、水冷
- 老化治療: 350～400℃、2～4時間
6.2 表面処理
- 研磨機械研磨、化学研磨
- 電気めっき耐食性を向上させるための錫メッキ、ニッケルメッキ
- コーティング摩擦係数を低減するためのPTFEコーティング
7．銅系合金粉末の比較
| 特徴 | CuSn10粉末 | CuAl10粉末 | CuNi30粉末 | 純銅粉末 | CuCrZr粉末 |
|---|---|---|---|---|---|
| 主な構成要素 | 銅+10%スズ+リン | 銅+10%Al+Fe | 銅+30%ニッケル+亜鉛 | 銅含有量99.9%以上 | 銅+0.8%Cr+0.1%Zr |
| 合金の種類 | 錫青銅 | アルミニウム青銅 | キュプロニッケル | 純銅 | クロムジルコニウム銅 |
| 電気伝導率 | ≥15% IACS | ≥7% IACS | ≥4% IACS | ≥98% IACS | ≥80% IACS |
| 熱伝導率 | ≥50 W/m·K | ≥55 W/m·K | ≥20 W/m·K | ≥390 W/m·K | ≥320 W/m·K |
| 硬度（HB） | 70-90 | 120-160 | 90-110 | 40～60 | 110-140 |
| 抗張力 | ≥200 MPa | ≥350 MPa | ≥250 MPa | ≥150 MPa | ≥300 MPa |
| 降伏強度 | ≥100 MPa | ≥200 MPa | ≥120 MPa | ≥70 MPa | ≥220 MPa |
| 伸長 | 10%以上 | 8%以上 | 15%以上 | 25%以上 | 12%以上 |
| 耐摩耗性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 良い | 貧しい | 良い |
| 耐腐食性 | 素晴らしい（海水） | 非常に良い（海水、酸性） | 非常に良い（海水、酸性） | 良い（雰囲気） | 良い（雰囲気） |
| 高温性能 | 平均（300℃以下） | 非常に良い（400℃以下） | 良好（350℃以下） | 不良（200℃以下） | 非常に良い（500℃以下） |
| SLM 電力要件 | 高出力（300～500W） | 高出力（350～550W） | 中～高出力（300～450W） | 非常に高い（400～600W） | 高出力（350～500W） |
| 代表的な用途 | ベアリング、ブッシュ、ギア | 高耐久性ベアリング、プロペラ | 船舶用機器、コンデンサー | ヒートシンク、電極 | 電極、金型、導電性部品 |
| 料金 | 中くらい | 中くらい | 高い | 低い | 高い |
| 処理の難しさ | 中くらい | 高い | 中くらい | 高い | 中くらい |
7.1 銅基合金粉末の特性分析
1 CuSn10（錫青銅）
- 利点優れた耐摩耗性と自己潤滑性、良好な海水腐食耐性、適度なコスト
- デメリット電気伝導率と熱伝導率は比較的低く、強度は中程度です。
- アプリケーションシナリオ滑り軸受、ブッシュ、ギア、船舶用エンジニアリング部品
2. CuAl10（アルミニウム青銅）
- 利点極めて高い強度と硬度、優れた耐摩耗性と耐腐食性、良好な高温性能
- デメリット電気伝導性・熱伝導性が低い、高コスト、加工が難しい
- アプリケーションシナリオ高耐久性ベアリング、プロペラ、高強度耐摩耗部品、化学機器
3. CuNi30（白銅）
- 利点優れた耐海水腐食性、良好な強度と延性、強力な防汚能力
- デメリット電気伝導性・熱伝導性が低い、高価、ニッケルはアレルギーを引き起こす可能性がある
- アプリケーションシナリオ海洋工学、船舶部品、凝縮器、熱交換器
4. 純銅粉
- 利点電気伝導率と熱伝導率が極めて高く、低コストで、延性も良好です。
- デメリット強度が低く、耐摩耗性も悪く、反射率が高いため、印刷が難しい。
- アプリケーションシナリオ: ヒートシンク、電極、導電性コネクタ、熱交換器
5. CuCrZr（クロムジルコニウム銅）
- 利点電気伝導性、熱伝導性に優れ、高強度、優れた高温性能、耐軟化性を備えています。
- デメリット高コスト、クロムとジルコニウムの添加によりプロセスが複雑化する
- アプリケーションシナリオ抵抗溶接電極、金型、高導電性・高強度部品、航空宇宙
8. 注意事項 行うとき SLM プロセス
- 高反射率銅合金はレーザー反射率が高いため、より高い出力と最適化されたプロセスパラメータが必要となる。
- 酸化感受性銅は高温で酸化しやすいため、高純度の保護ガスを使用する必要があります。
- 高温割れ傾向冷却過程における冷却速度を制御し、高温割れを防止する必要がある。
- 粉末貯蔵酸化を防ぐため、乾燥した不活性ガスで保護された環境で保管する必要があります。
- 後処理の必要性機械的特性を最適化し、内部応力を除去するために、熱処理が推奨されます。
- アプリケーションの制限事項高温（>300℃）での長期使用には適さず、強度も比較的低い。
9. まとめ
CuSn10粉末 SLM 銅合金は、優れた耐摩耗性、良好な電気伝導性および熱伝導性、そして優れた鋳造性能により、ベアリング、ブッシング、電気コネクタ、海洋工学分野で重要な応用価値を有しています。銅合金の高い反射率と酸化感受性は、 SLM プロセスを最適化することで、高性能な錫青銅部品を製造できます。これは、プロセスパラメータを最適化し、保護雰囲気を厳密に管理することで実現可能です。この材料は、銅系合金の積層造形分野において重要な選択肢であり、特に耐摩耗性、導電性、耐食性が求められる複雑な部品の製造に適しています。
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