| 代表的な用途 | ロケットエンジンの燃焼室、集積回路のリードフレーム、誘導コイル、連続鋳造金型結晶化装置の製造に適しています。 | ||||||
| 適用可能なプロセス | SLM | ||||||
| 化学組成 重量％ | 銅 | Cr | Zr | 鉄 | Si | O | N |
| バル。 | 0.5～1.5 | 0.05～0.25 | ≤0.15 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.05 | |
| 物理的性質 | 粒子サイズ範囲/μm | 球形度 | 見かけ密度 g/cm³ | タップ密度 g/cm³ | 流動性 s/50g | ||
| D10 | D50 | D90 | |||||
| 15歳以上 | 30～40 | ≤60 | ≥0.90 | ≥4.4 | ≥5.2 | ≤22 | |
| 機械的特性 | 試験温度 | 熱処理済み | |||||
| 室温 | 抗張力 | 降伏強度 | 伸長 | 熱伝導率 W/(m・K) | 電気伝導率 | ||
| /MPa | /MPa | /% | 室温 | 100℃ | /%IACS | ||
| 350以上 | 250以上 | ≥30.0 | 280以上 | 300以上 | 85%以上 | ||
1. このCuCrZr銅合金粉末の利点と特徴
CuCrZr合金粉末の主な利点は、 SLM そのプロセスは 高強度、優れた熱伝導性および電気伝導性、優れた高温安定性、良好な成形性. このため、航空宇宙、エレクトロニクス、新エネルギーなどの分野における複雑な機能部品の製造に理想的な材料となっている。
1.1 優れた機械的特性と熱特性
- 高強度熱処理後、引張強度350MPa以上、降伏強度250MPa以上、伸び30%以上を達成し、強度と延性のバランスが完璧で、構造物の耐荷重要件を満たします。
- 高い熱伝導率と電気伝導率熱伝導率は室温で280 W/(m·K)以上、100℃で300 W/(m·K)以上、電気伝導率は85% IACS以上です。これらの特性は他の多くの銅合金を凌駕しており、放熱部品や導電性部品の統合用途に最適です。
- 高温安定性クロムとジルコニウム元素によって形成される析出物は、軟化に対する耐性を高め、高温での動作条件（例えば、ロケットエンジンの燃焼室、誘導コイル）に適しています。
1.2 粉末特性の最適化 SLM
低酸素含有量酸素含有量が0.1%以下であれば酸化物介在物が最小限に抑えられ、材料の電気的、熱的、機械的特性が維持される。
最適な粒子サイズ分布D10≥15μm、D50は30～40μm、D90≤60μm。この範囲により、良好な流動性と均一な粉末散布が確保され、印刷不良が大幅に低減されます。
高い球形度と密度球形度0.90以上、見かけ密度4.4g/cm³以上、タップ密度5.2g/cm³以上。これらの特性により、安定した溶融池が確保され、99%を超える高い部品密度を実現できます。
2. とは 選択的レーザー溶融用 CuCrZr 粉末 (SLM）
選択的レーザー溶融用 CuCrZr 粉末 (SLM） は、高い熱伝導率、高強度、高電気伝導率が求められる用途向けに特別に設計された高性能銅合金積層造形材料です。その最大の特長は、クロムとジルコニウム元素による析出強化にあり、銅マトリックスの優れた熱伝導率と電気伝導率を維持しながら、機械的特性と高温安定性を大幅に向上させます。航空宇宙、電子パッケージング、新エネルギーなどのハイエンド分野における複雑な機能部品の製造に特に適しています。以下に、その特性を体系的に説明します。
2.1 材料概要
CuCrZr（クロムジルコニウム銅）は析出硬化型銅合金で、一般的にC18150（米国UNS規格）またはCW106C（欧州EN規格）として指定されています。純銅に0.5～1.5%のクロムと0.05～0.25%のジルコニウムを添加することで、微細なCr/Zr析出物が形成され、強度と導電性のバランスが取れます。 SLM この材料は、従来の鋳造や鍛造では実現が難しい複雑な内部空洞構造（冷却チャネルやマイクロチャネルなど）の製造を可能にするため、熱管理、電磁シールド、高出力デバイスにとって理想的な選択肢となる。
2.1 化学組成特性
- 主要要素銅（Cu）がマトリックスとして機能し、残りの成分（Bal.）が含まれます。
- 強化要素クロム（Cr）を0.5～1.5%、ジルコニウム（Zr）を0.05～0.25%含有する。これら2つの元素は相乗的に作用してナノスケールの析出物を形成し、電気伝導率を大幅に低下させることなく強度を高める。
- 不純物制御鉄（Fe）≦0.15%、ケイ素（Si）≦0.1%、酸素（O）≦0.1%、窒素（N）≦0.05%。酸化物介在物が電気的および機械的特性に悪影響を及ぼすことを防ぐため、不純物の厳格な管理が行われています。
3．粉末の特性
- 粒子径分布: D10≥15μm、D50=30–40μm、およびD90≤60μmであり、粉末の均一な広がりと溶融プールの安定性を確保します。
- 球形度：≥0.90。高い球形度により、優れた流動性と高密度が保証されます。
- 密度指標見かけ密度は4.4 g/cm³以上、タップ密度は5.2 g/cm³以上であり、高い粉末充填効率を示している。
- 流動性: ≤22秒/50g、基本的な流動性要件を満たしています。 SLM 装置。
4．技術的な利点
- 高強度かつ高導電性熱処理後、引張強度350MPa以上、伸び30%以上、電気伝導率85%IACS以上を達成し、構造的および機能的な要求を完璧に両立させています。
- 高温安定性クロムとジルコニウムの析出物は高温での粗大化に強く、優れた軟化耐性を有するため、エンジンの燃焼室や誘導コイルなどの高温環境に適している。
- 優れた成形性最適化されたプロセスパラメータと組み合わせることで、99%を超える密度を達成でき、気孔率や亀裂欠陥を大幅に低減できます。
- 高い設計自由度: SLM この技術により、複雑な内部空洞や勾配構造の製造が可能になり、CuCrZrの熱伝導率の利点を最大限に活用できる。
5. 推奨 SLM プロセスパラメータ
実際の印刷工程では、レーザー出力約360W、走査速度800mm/s、走査間隔0.08～0.12mm、積層厚20～30μmが推奨されます。また、熱応力を低減するために、基板を200～300℃に予熱することが推奨されます。さらに、レーザー波長が銅合金の吸収率に与える影響を考慮することも重要です。一部の装置では、エネルギー利用効率を大幅に向上させ、溶融不足や気孔などの欠陥を回避するために、緑色または青色のレーザーを使用しています。
6. 後処理技術
印刷完了後、残留応力を除去するために応力除去焼鈍（約450～500℃で2～4時間）が必要です。続いて、クロムおよびジルコニウム析出物を活性化し、強度と電気伝導性を向上させるために時効熱処理（約480～520℃で2～4時間）を行います。表面粗さの要求が高い部品の場合、プラズマ電解研磨または化学研磨を使用して表面品質を向上させることができますが、寸法誤差につながる過度の腐食を避けるよう注意が必要です。
7. パフォーマンス指標
- 機械的特性室温引張強度350MPa以上、降伏強度250MPa以上、伸び30%以上。
- 熱特性室温での熱伝導率は280 W/(m·K)以上、100℃では300 W/(m·K)以上。
- 電気的特性電気伝導率 ≥85% IACS。
- 密度最適化されたプロセスを使用すれば、99%を超えることが可能です。
8．他の銅合金粉末との比較
純銅（C11000）と比較すると、CuCrZrは強度が高く（純銅の引張強度は約200MPa）、導電率はやや低い（純銅は100% IACSに達する）。CuNiSi（C70250）と比較すると、CuCrZrは優れた熱伝導率（CuNiSiの熱伝導率は約100～150W/(m·K)）を示し、高熱負荷のシナリオにより適している。CuAlNi（C63000）と比較すると、CuCrZrは延性に優れており、複雑な構造の成形により適している。総合的に見て、CuCrZrは「強度、熱伝導率、電気伝導率」の最適なバランスを実現している。
9. 注意事項 行うとき SLM プロセス
- レーザー反射の問題銅合金は赤外線レーザーに対する反射率が高い。そのため、緑色または青色のレーザーを使用するか、レーザー出力密度を上げることを推奨する。
- 酸化リスク粉末は酸素を吸収しやすい性質があります。酸化物混入を防ぐため、不活性雰囲気（アルゴン）下で保管および印刷してください。
- 高温割れ傾向熱伝導率が高いと冷却が速くなり、ホットクラックが発生しやすくなります。回転スキャンや分割スキャンなどのスキャン戦略を最適化し、熱入力を制御する必要があります。
- 後処理の必要性印刷直後の部品は、熱処理を行わないと強度と導電率が最大値に達しないため、時効処理が必須です。
10．まとめ
CuCrZr粉末 SLM CuCrZrは、高性能銅合金積層造形における代表的な材料です。その「高強度・高導電性」特性は、熱管理、電磁デバイス、航空宇宙などの分野でかけがえのない利点をもたらします。レーザー吸収率の低さや高温割れ傾向などの課題はありますが、粉末の最適化、プロセスパラメータの調整、後処理強化によって高品質な成形が可能です。グリーンレーザー技術とインテリジェントプロセス制御の発展に伴い、CuCrZrの応用は、 SLM さらに普及が進み、ハイエンド機器の軽量化、統合化、高効率化設計への進化を促進するだろう。.
クロムジルコニウム銅標準的な工業規格として広く認識されている C18150粉末 そして CW106Cは、高度な製造業にとって最高の選択肢です。 SLM 銅合金 そして 銅粉の3Dプリント優れた特性により高く評価されています 高い導電性 そしてその強さは 析出硬化 機能。 積層造形金属粉末 理想的な 放熱材 複雑な部品向け。
11. カスタマイズサービス Forgecise
Forgecise 標準配合から顧客固有の高性能銅合金まで、あらゆる範囲を網羅する包括的な銅合金粉末カスタマイズソリューションを提供します。当社は、以下を含む主要な銅合金グレードをサポートしています。 CuSn10、 CuAl10Fe3、 CuNi30、 純銅（Cu≧99.9％）、 そして CuCrZr化学組成、粒度分布、球形度、酸素含有量をお客様の用途要件に合わせて精密に調整する機能を備えています。当社の銅合金粉末は、以下のような要求の厳しい積層造形プロセス向けに最適化されています。 SLM、 デッド、 BJT、 そして EBMこれにより、最終製品において、安定した印刷性、高密度、そして優れた機械的特性が保証されます。
耐摩耗性から熱交換器や電極用の高伝導性まで、 Forgecise お客様独自の銅合金粉末のニーズを満たすための材料に関する専門知識と製造における柔軟性を提供します。
