Порошок CuCrZr для SLM | Сплав хрома, циркония и меди C18150 / CW106C | Forgecise

Типичные области применения	Подходит для изготовления камер сгорания ракетных двигателей, выводных рамок интегральных схем, индукционных катушек и кристаллизаторов для непрерывного литья.
Применимые процессы	SLM
Химический состав мас.%	Cu	Кр	Zr	Фе	Си	О	Н
	Бал.	0,5-1,5	0,05-0,25	≤0,15	≤0,1	≤0,1	≤0,05
Физические свойства	Диапазон размеров частиц/мкм			Сферичность	Кажущаяся плотность г/см³	Плотность набивки г/см³	Текучесть с/50г
	Д10	Д50	Д90
	≥15	30-40	≤60	≥0,90	≥4,4	≥5,2	≤22
Механические свойства	Температура испытания		Термообработанный
	Комнатная температура	Предел прочности	Предел текучести	Удлинение	Теплопроводность Вт/(м·К)		Электропроводность
		/МПа	/МПа	/%	Комнатная температура	100°C	/%IACS
		≥350	≥250	≥30,0	≥280	≥300	≥85%

 1. Преимущества и особенности порошка медного сплава CuCrZr

Основные преимущества порошка сплава CuCrZr для SLM процесс заключается в его высокая прочность, превосходная тепло- и электропроводность, отличная высокотемпературная стабильность и хорошая формуемость.. Это делает его идеальным материалом для производства сложных функциональных компонентов в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, электроника и возобновляемая энергетика.

1.1 Превосходные механические и термические свойства

• Высокая прочностьПосле термообработки достигается предел прочности на растяжение ≥350 МПа, предел текучести ≥250 МПа и относительное удлинение ≥30%, что обеспечивает идеальный баланс прочности и пластичности для соответствия требованиям к несущей способности конструкций.
• Высокая тепло- и электропроводностьТеплопроводность составляет ≥280 Вт/(м·К) при комнатной температуре и ≥300 Вт/(м·К) при 100°C; электропроводность составляет ≥85% IACS. Эти свойства превосходят многие другие медные сплавы, что делает его идеальным для интегрированных систем теплоотвода и проводящих компонентов.
• Высокотемпературная стабильностьОсадки, образующиеся из элементов хрома и циркония, повышают устойчивость к размягчению, что делает материал пригодным для эксплуатации в условиях высоких температур (например, в камерах сгорания ракетных двигателей, индукционных катушках).

1.2 Характеристики порошка, оптимизированные для SLM

Низкое содержание кислородаСодержание кислорода ≤0,1% минимизирует образование оксидных включений, тем самым сохраняя электрические, термические и механические свойства материала.

Оптимальное распределение частиц по размерам: D10≥15 мкм, D50 30-40 мкм и D90≤60 мкм. Этот диапазон обеспечивает хорошую текучесть и равномерное распределение порошка, значительно снижая количество дефектов печати.

Высокая сферичность и плотностьСферичность ≥0,90, кажущаяся плотность ≥4,4 г/см³ и насыпная плотность ≥5,2 г/см³. Эти свойства обеспечивают стабильность расплавленной ванны и помогают достичь высокой плотности детали (более 99%).

2. Что такое Порошок CuCrZr для селективного лазерного плавления (SLM)

Порошок CuCrZr для селективного лазерного плавления (SLM) Это высокоэффективный медный сплав, используемый в аддитивном производстве, специально разработанный для применений с высокими требованиями к теплопроводности, прочности и электропроводности. Его основное преимущество заключается в упрочнении за счет осаждения элементов хрома и циркония, что значительно улучшает механические свойства и высокотемпературную стабильность, сохраняя при этом превосходную тепло- и электропроводность медной матрицы. Он особенно подходит для производства сложных функциональных компонентов в высокотехнологичных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, электронная упаковка и новые источники энергии. Ниже приведено систематическое описание его характеристик:

2.1 Обзор материалов

CuCrZr (хром-циркониевая медь) — это упрочняемый осаждением медный сплав, обычно обозначаемый как C18150 (стандарт США UNS) или CW106C (европейский стандарт EN). При добавлении 0,5–1,5% хрома и 0,05–0,25% циркония к чистой меди образуются мелкие осадки Cr/Zr, обеспечивающие баланс между прочностью и проводимостью. SLM Благодаря этому процессу данный материал позволяет изготавливать сложные внутренние полостные структуры (такие как каналы охлаждения и микроканалы), которые трудно получить с помощью традиционного литья или ковки, что делает его идеальным выбором для управления тепловыми процессами, электромагнитного экранирования и мощных устройств.

2.1 Характеристики химического состава

• Первичный элементМедь (Cu) служит матрицей, а остальное (Bal.) — её содержанием.
• Укрепляющие элементыСодержание хрома (Cr) составляет 0,5–1,5%, а циркония (Zr) — 0,05–0,25%. Эти два элемента синергетически образуют наноразмерные осадки, повышая прочность без существенного снижения электропроводности.
• Контроль примесейСодержание примесей: железо (Fe) ≤0,15%, кремний (Si) ≤0,1%, кислород (O) ≤0,1%, азот (N) ≤0,05%. Строгий контроль содержания примесей обеспечивается для предотвращения негативного влияния оксидных включений на электрические и механические свойства.

3. Характеристики порошка

• Распределение частиц по размерам: D10≥15 мкм, D50=30–40 мкм и D90≤60 мкм, что обеспечивает равномерное распределение порошка и стабильность расплавленной ванны.
• Сферичность: ≥0,90. Высокая сферичность обеспечивает превосходную текучесть и высокую плотность.
• Показатели плотностиКажущаяся плотность ≥4,4 г/см³ и насыпная плотность ≥5,2 г/см³, что отражает высокую эффективность упаковки порошка.
• Текучесть: ≤22 с/50 г, соответствует основным требованиям к текучести. SLM оборудование.

4. Технические преимущества

• Высокая прочность и высокая проводимостьПосле термообработки достигается предел прочности на растяжение ≥350 МПа, относительное удлинение ≥30% и электропроводность ≥85% IACS, что обеспечивает идеальный баланс между структурными и функциональными требованиями.
• Высокотемпературная стабильностьОсажденные частицы хрома и циркония устойчивы к укрупнению при высоких температурах, что обеспечивает превосходную стойкость к размягчению и делает материал пригодным для использования в условиях высоких температур, например, в камерах сгорания двигателей и индукционных катушках.
• Отличная формуемостьВ сочетании с оптимизированными параметрами процесса можно достичь плотности более 99%, что значительно снижает пористость и количество трещин.
• Высокая свобода дизайна: SLM Эта технология позволяет создавать сложные внутренние полости и градиентные структуры, в полной мере используя преимущества теплопроводности сплава CuCrZr.

5. Рекомендуется SLM Параметры процесса

В реальных процессах печати рекомендуется использовать мощность лазера приблизительно 360 Вт, скорость сканирования 800 мм/с, шаг сканирования 0,08–0,12 мм и толщину слоя 20–30 мкм. Кроме того, для снижения термического напряжения рекомендуется предварительный нагрев подложки до 200–300 °C. Также важно учитывать влияние длины волны лазера на поглощающую способность медных сплавов; в некоторых установках используются зеленые или синие лазеры для значительного улучшения использования энергии и предотвращения таких дефектов, как несплавление и пористость.

6. Методы постобработки

После завершения печати требуется отжиг для снятия напряжений (приблизительно при 450–500 °C в течение 2–4 часов) для устранения остаточных напряжений. Затем следует термическая обработка старением (приблизительно при 480–520 °C в течение 2–4 часов) для активации осажденных частиц хрома и циркония, что повышает прочность и электропроводность. Для компонентов с высокими требованиями к шероховатости поверхности можно использовать плазменную электролитическую полировку или химическую полировку для улучшения качества поверхности, но следует соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерной коррозии, которая может привести к отклонениям в размерах.

7. Показатели эффективности

• Механические свойства: Предел прочности при комнатной температуре ≥350 МПа, предел текучести ≥250 МПа и относительное удлинение ≥30%.
• Тепловые свойстваТеплопроводность ≥280 Вт/(м·К) при комнатной температуре и ≥300 Вт/(м·К) при 100°C.
• Электрические свойства: Электропроводность ≥85% IACS.
• Плотность: При оптимизированных процессах может превышать 99%.

8. Сравнение с другими порошками медных сплавов

По сравнению с чистой медью (C11000), CuCrZr обладает более высокой прочностью (предел прочности на растяжение чистой меди составляет около 200 МПа), но несколько более низкой теплопроводностью (чистая медь может достигать 100% IACS). По сравнению с CuNiSi (C70250), CuCrZr обладает превосходной теплопроводностью (теплопроводность CuNiSi составляет около 100–150 Вт/(м·К)), что делает его более подходящим для сценариев с высокими тепловыми нагрузками. По сравнению с CuAlNi (C63000), CuCrZr обладает лучшей пластичностью, что делает его более подходящим для формирования сложных структур. В целом, CuCrZr обеспечивает наилучший баланс между «прочностью, теплопроводностью и электропроводностью».

9. Меры предосторожности При выполнении SLM Процесс

• Проблема отражения лазерного излученияМедные сплавы обладают высокой отражательной способностью для инфракрасных лазеров. Рекомендуется использовать зеленые или синие лазеры или увеличить плотность мощности лазера.
• Риск окисленияПорошок склонен к поглощению кислорода. Для предотвращения образования оксидных включений его следует хранить и печатать в инертной атмосфере (аргоне).
• Тенденция к сильному трескуВысокая теплопроводность приводит к быстрому охлаждению, что легко может вызвать образование горячих трещин. Необходимо оптимизировать стратегии сканирования (например, вращательное сканирование и сканирование в плоскости) и контролировать подвод тепла.
• Необходимость постобработкиПрочность и проводимость деталей, изготовленных методом 3D-печати, не достигают своих максимальных значений без термической обработки; обязательна обработка старением.

10. Резюме

порошок CuCrZr для SLM Процесс является типичным примером использования меди в высокоэффективном аддитивном производстве сплавов меди. Ее характеристики «высокой прочности и высокой проводимости» обеспечивают ей незаменимые преимущества в таких областях, как теплоотвод, электромагнитные устройства и аэрокосмическая промышленность. Несмотря на существующие проблемы, такие как низкая поглощающая способность лазера и склонность к горячему растрескиванию, высококачественное формование может быть достигнуто за счет оптимизации порошка, корректировки параметров процесса и постобработки для повышения прочности. С развитием технологии зеленых лазеров и интеллектуального управления процессом, применение сплава CuCrZr в SLM получит еще большее распространение, стимулируя эволюцию высокотехнологичного оборудования в сторону легких, интегрированных и высокоэффективных конструкций..

Хром Цирконий Медьшироко признанный стандартными отраслевыми обозначениями, такими как порошок C18150 и CW106Cявляется лучшим выбором для передового производства. Как специализированный производитель SLM медный сплав и 3D-печать медным порошкомОно высоко ценится за свои исключительные качества. высокая проводимость и прочность, полученная благодаря его упрочнение путем осаждения возможности. Это аддитивное производство металлический порошок служит идеальным материал для рассеивания тепла для сложных компонентов.

11. Услуги по индивидуальной настройке от Forgecise

Forgecise Мы предлагаем комплексные решения по индивидуальной настройке порошковых медных сплавов, охватывающие весь спектр от стандартных составов до высокоэффективных сплавов на основе меди, разработанных специально для заказчика. Мы поддерживаем основные марки медных сплавов, включая  CuSn10,  CuAl10Fe3,  CuNi30,  Чистая медь (Cu≥99,9%), и CuCrZrБлагодаря возможности точного подбора химического состава, распределения частиц по размерам, сферичности и содержания кислорода в соответствии с вашими конкретными требованиями к применению, наши порошки из медных сплавов оптимизированы для сложных процессов аддитивного производства, включая SLM, ДЕД, БЖТ, и ЭБМ, обеспечивая стабильную возможность печати, высокую плотность и превосходные механические свойства ваших конечных компонентов.

От износостойких до высокопроводящих материалов для теплообменников и электродов. Forgecise Компания обладает экспертными знаниями в области материалов и производственной гибкостью, позволяющими удовлетворить ваши уникальные потребности в порошке медного сплава.