金属3d印刷用CuCrZrパウダー

CuCrZr粉末の概要

CuCrZr粉末は、銅(Cu)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)からなる合金粉末です。これは、高強度、良好な導電性、および高温での軟化に対する耐性を必要とする高性能用途に適した特性の独自の組み合わせを提供します。

CuCrZr粉末の組成

CuCrZr は析出硬化合金であり、その高強度は金属マトリックス内に形成される凝集析出物によってもたらされます。この組成は、最適な析出硬化反応を達成する上で重要な役割を果たします。一般的な組成範囲は次のとおりです。

エレメント	組成範囲
銅（Cu）	残り
クロム（Cr）	0.5～1.2wt%
ジルコニウム（Zr）	0.03～0.3wt%

• 銅はマトリックスを形成し、熱伝導性と電気伝導性を提供します。
• クロムは固溶強化に寄与し、析出物を形成して転位の動きを妨げます。
• ジルコニウムは銅とともに凝集析出物を形成し、析出硬化を可能にします。

クロムとジルコニウムの含有量は、適切な導電性を維持しながら析出硬化によって強度を最大化するように最適化されています。

CuCrZr粉末の性質

CuCrZr 粉末は、その析出硬化特性により、強度、導電性、耐熱性の優れた組み合わせを提供します。いくつかの重要なプロパティを次に示します。

プロパティ	価値
密度	8.8g/cm3
電気伝導率	22 – 48% IACS
熱伝導率	200 – 300 W/mK
融点	1065℃
熱膨張係数	16.5×10 -6 /℃
弾性係数	124GPa
降伏強度	350～650MPa
伸び	8-15%
耐酸化性	900℃まで良好

• それは持っています 高強度 適度な導電性を維持しながら、析出硬化によるものです。熱処理により強度を調整することができます。
• 優れた導電性 マトリックス中の銅含有量が高いため、析出硬化型ステンレス鋼と比較して優れています。
• 良好な耐熱性 400～500℃まで強度と導電性を保持します。他のCu合金に比べて軟化しにくい。
• 酸化や腐食に強い 保護用の Cr2O3 酸化スケールの形成によるものです。

このユニークな特性プロファイルにより、CuCrZr は抵抗溶接電極、熱管理コンポーネント、高温スプリングなどの用途に適しています。

CuCrZr粉末の用途と用途

CuCrZr 粉末のバランスの取れた特性により、次の用途に適しています。

申し込み	使用理由
抵抗溶接電極	高強度、良好な導電性、高温での変形に対する耐性
ヒートシンクとヒートパイプ	高い熱伝導率と高温強度の組み合わせ
電気接点およびコネクタ	導電性が良く、強度が高いため小型化が可能
高温泉	高温下での強度保持
ガラス封止合金	ホウケイ酸ガラスと熱膨張率がほぼ一致

• 抵抗溶接用電極 – 優れた導電性により、溶接時の発熱が少なく、溶接時間が短縮されます。強度が高いため、電極先端のマッシュルーム化を防ぎます。
• 熱管理 – 熱交換器、ヒートシンク、ヒートパイプなどに使用され、機械的完全性を維持しながら高い熱伝導率により熱を急速に放散します。
• 電気接点 – 優れた強度と同様の導電率により、多くの用途でベリリウム銅接点を置き換えることができます。
• 高温泉 – 鋼製スプリングとは異なり、耐荷重を失うことなく、500℃まで動作するスプリングに使用されます。
• ガラスと金属のシール – その CTE はホウケイ酸ガラスと一致し、低応力ガラス シーリング アプリケーションを可能にします。

CuCrZr の析出硬化能力により、熱処理パラメーターを変更するだけで、特定の用途要件に合わせて強度を調整できます。

CuCrZr粉末の仕様

CuCrZr 粉末はさまざまなサイズ範囲、純度で入手でき、用途のニーズに応じてカスタマイズできます。以下に一般的な仕様をいくつか示します。

仕様	詳細
サイズ範囲	10～150ミクロン
純度	最大99.9%
炭素含有量	<100 ppm
酸素含有量	<500ppm
粒子形状	球形、不規則
見かけ密度	理論密度は最大 80%
流量	最大25秒/50g

• 粉末のサイズは、完成部品の密度と表面仕上げに直接影響します。粉末が細かいほど密度が高く、表面仕上げも良くなります。
• 高純度により、固化中の汚染の問題が軽減され、最終特性が向上します。
• ガスアトマイズ粉末は、積層造形に最適な滑らかな球形の形態を持っています。水アトマイズ粉は不規則な形状をしており、プレスや焼結用途に適しています。
• 見掛け密度は、粉末をどれだけしっかりと詰めることができるかを示します。密度が高いほど焼結が向上します。
• 流量は、プレスおよび焼結プロセスにおける粉末の取り扱いの容易さと、均一なダイへの充填に影響します。

アプリケーション要件に応じて、粒度分布、形状、見掛け密度などの粉末の特性をカスタマイズできます。

CuCrZr粉末の圧密法

CuCrZr 粉末は、次のような方法を使用して完全に緻密なコンポーネントに統合できます。

混載方法	詳細
アディティブ・マニュファクチャリング	選択レーザー溶解、電子ビーム溶解
プレスと焼結	続いて浸透またはさらなる熱処理が行われます。
熱間静水圧プレス	カプセル化された粉末の完全な高密度化
押出	潤滑剤を配合した粉末の鍛造
スパークプラズマ焼結	パルス電流を使用した急速緻密化

選択的レーザー溶解や電子ビーム溶解などの積層造形法は、微細な微細構造を持つ複雑なネット形状の CuCrZr 部品を粉末から直接製造するために一般的に使用されます。

プレスおよび焼結法は大量生産には経済的ですが、複数のステップが必要です。最終的な特性は焼結温度、時間、雰囲気などによって異なります。

熱間静水圧プレスは高圧を適用し、低温での完全な緻密化を可能にします。積層造形部品の気孔率を低減し、疲労寿命を向上させます。

押出成形と放電プラズマ焼結は、より単純な形状に適した代替方法です。圧密プロセスは、最終的な微細構造、特性、性能に影響を与えます。

CuCrZr合金の熱処理

CuCrZr 合金の主な利点は、その析出硬化応答です。溶体化および時効熱処理により、要件に応じて強度が大幅に変化します。

熱処理	詳細
溶体化焼鈍	850～980℃、水冷。析出物を溶解し、合金を軟化させます
エージング	350～500℃で1～4時間。析出と硬化を制御します。
応力緩和	350℃で1時間。残留応力を除去します。

溶体化焼きなましでは、クロムとジルコニウムを固溶体に溶解し、その後急速に急冷して過飽和固溶体を形成します。その後の時効処理により、微細な凝集析出物の核が形成され、析出硬化が起こります。

エージング時間と温度は硬化反応を直接制御します。エージング温度を低くし、エージング時間を短縮すると、導電性が維持されます。析出硬化により、溶体化状態と比較して強度が3倍になります。

応力緩和により、以前の冷間または熱間加工による残留応力が軽減され、機械加工中の歪みが最小限に抑えられます。

CuCrZr粉末と代替品の比較

CuCrZr は、析出硬化ステンレス鋼、ベリリウム銅、洋白などの合金と競合します。

合金	CuCrZr	17-4PH SS	ベキュ	ニッケル銀
強さ	素晴らしい	素晴らしい	フェア	グッド
導電率	グッド	貧しい	素晴らしい	グッド
作業性	フェア	グッド	素晴らしい	素晴らしい
溶接性	フェア	フェア	素晴らしい	グッド
コスト	中程度	高い	非常に高い	中程度

• 17-4PHステンレス 強度は同等ですが、Cr と Ni の含有量が高いため、導電性が大幅に低下します。
• ベリリウム銅 導電性は優れていますが、強度レベルは低くなります。高価で毒性の問題。
• 洋白 強度は優れていますが、動作温度は低くなります。成形性に優れています。
• CuCrZr 多くの用途に強度、導電性、加工性、コストの最適なバランスを提供します。

強度と導電性の組み合わせにより、CuCrZr は析出硬化ステンレス鋼やベリリウム銅合金と比較して、より高いパフォーマンスとより低いコストを実現します。

CuCrZr粉末のサプライヤー

CuCrZr 粉末は、特殊金属粉末メーカーから供給されます。主要なサプライヤーの一部を以下に示します。

サプライヤー	パウダーの属性
サンドビック	サイズ範囲 10 ～ 150 μm、見掛け密度 65% まで、不規則かつ球状の粉末
ホーガナス	サイズ範囲 45 ～ 150 μm、見掛け密度 80% まで、球状粉末、高純度
ポメトン	サイズ範囲 10-63 μm、見掛け密度 65% まで、球状および不定形の粉末
CNPCパウダー	サイズ範囲 10 ～ 150 μm、見掛け密度 75% まで、高純度

積層造形、プレスおよび焼結用途に最適化された、または特定の顧客の要件に合わせたさまざまな粉末グレードが利用可能です。

評判の良いサプライヤーは粉末生産において広範な品質管理を行っており、バッチ組成を証明する工場証明書を提供しています。

CuCrZr粉末の価格

CuCrZr は特殊合金粉末であるため、標準的な材料粉末よりも高価です。典型的な価格帯は次のとおりです。

パウダーグレード	粒子径	価格帯
AM用CuCrZr	15-45 μm	$100-150/kg
プレス・焼結用CuCrZr	45-150 μm	$50〜100/kg
高純度CuCrZr	10-45 μm	$180-250/kg

• 45 ミクロン未満の微粉末は、一般に $100/kg 以上であり、積層造形に最適です。
• より粗い粉末 45 ～ 150 ミクロンのコストは $50 ～ 100/kg で、プレスおよび焼結ルートに適しています。
• 重要な用途向けの高純度 (>99.9%) 粉末には、$180/kg を超えるプレミアム価格が設定されています。
• 酸素と炭素の含有量を減らすと、固結と最終特性が向上します。
• 価格は粉末の量、サイズ範囲、品質レベルによって異なります。

1 kg から数トンまでの数量割引については、サプライヤーと交渉することができます。粒度分布が制御された高純度の粉末は、価格が高くなります。

CuCrZr 粉末: 健康と安全

ほとんどの金属粉末と同様に、CuCrZr 粉末は健康と安全のリスクを最小限に抑えるために慎重な取り扱いを必要とします。

ハザード	注意事項	有形固定資産
アイコンタクト	直接の接触は避けてください。暴露後は目をこすらないでください。付着した場合は水で洗い流してください。	安全メガネ
皮膚接触	直接の接触は避けてください。患部を石鹸と水でよく洗います。	手袋
吸入	粉塵を吸い込まないように注意してください。十分な換気を確保してください。	承認されたマスク
摂取	手と口の接触を避けてください。取り扱い後は手を洗ってください。	–
火災	金属粉末火災の消火には乾いた砂を使用してください。水を使用しないでください。	防火用具

• 粉末を扱うときは接触を最小限に抑えるために、PPE（ゴーグル、手袋、マスク）を着用してください。
• 粉末を扱う作業後は、衛生状態を良くしてください。
• 表面に粉塵が蓄積するのを防ぎます。
• 密封した容器は、発火源から離れた涼しく乾燥した場所に保管してください。

完全な安全性情報については、SDS を参照してください。暴露により刺激が生じた場合は医師の援助を受けてください。適切な安全プロトコルを確立することで、CuCrZr 粉末を取り扱う際のリスクを最小限に抑えることができます。

CuCrZr粉末の検査と試験

高品質と一貫性を確保するには、CuCrZr 粉末を以下について検査およびテストする必要があります。

パラメータ	方法	仕様
化学組成	XRF、湿式化学	指定されたCu、Cr、Zr含有量への適合
粒度分布	レーザー回折、ふるい分け	指定範囲内の中央値、D10、D90
粉末形態	SEMイメージング	球状、AMパウダーのサテライトが最小限
見かけ密度	ホール流量計	アプリケーションの指定どおり
流量	ホール流量計	アプリケーションの指定どおり
不純物	ICP、LECO分析	酸素と窒素の含有量が低い

適切な工程内 QC テストと最終検査により、粉末が意図した用途に必要な化学的、物理的、形態学的特性を満たしていることが確認されます。粉末の製造者と使用者の両方が定期的なテストを実施する必要があります。

よくあるご質問

Q. CuCrZr合金は何に使われていますか？

A. CuCrZr は、抵抗溶接電極、ヒートシンク、高温スプリングなど、優れた電気伝導性と熱伝導性を兼ね備えた高強度が必要な用途に使用されます。

Q.CuCrZr粉末はどのように作られるのですか?

A. CuCrZr は溶融合金のガスアトマイズまたは水アトマイズによって生成され、AM またはプレスおよび焼結での使用に最適なサイズの微細な球状または不規則な粉末粒子が作成されます。

Q. CuCrZr 部品の特性に影響を与えるものは何ですか?

A. 特性は、組成、粉末の品質、圧密方法とパラメータ、熱処理、微細構造によって異なります。 CuCrZr の析出硬化能力により、強度のカスタマイズも可能です。

Q. ガスアトマイズ法と水アトマイズ法による CuCrZr 粉末の違いは何ですか?

A. ガスアトマイズ粉は AM 加工に理想的な球形の形態をしていますが、水アトマイズ粉はプレスや焼結用途に適した不規則な形状をしています。

Q. CuCrZr合金には熱処理が必要ですか?

A. はい、溶体化焼鈍と時効熱処理により、合金微細構造内の析出物を制御することで強度と導電率を最適化できます。

Q. CuCrZr 粉末の一般的な価格はいくらですか?

A. CuCrZr 粉末の範囲は、プレスおよび焼結グレードの $50/kg から高純度 AM グレードの粉末の $250/kg です。より微細なサイズのフラクションとより高い純度はコストを増加させます。