금속 3D 프린팅용 CuCrZr 분말

CuCrZr 분말 개요

CuCrZr 분말은 구리(Cu), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr)으로 구성된 합금 분말입니다. 이는 높은 강도, 우수한 전도성 및 고온에서의 연화 저항성을 요구하는 고성능 응용 분야에 적합한 고유한 특성 조합을 제공합니다.

CuCrZr 분말의 구성

CuCrZr은 강수 경화 합금으로, 금속 매트릭스에서 형성된 일관된 침전물에서 높은 강도를 얻을 수 있습니다. 이 구성은 최적의 강수량 경화 반응을 달성하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 다음은 일반적인 구성 범위입니다:

요소	구성 범위
구리(Cu)	나머지
크롬(Cr)	0.5 - 1.2 wt%
지르코늄(Zr)	0.03 - 0.3 wt%

• 구리는 매트릭스를 형성하고 열 및 전기 전도성을 제공합니다.
• 크롬은 고용체 강화에 기여하고 침전물을 형성하여 탈구 운동을 방해합니다.
• 지르코늄은 구리와 함께 일관된 침전물을 형성하여 침전물 경화를 가능하게 합니다.

크롬과 지르코늄 함량을 최적화하여 강도를 극대화하는 동시에 전도성을 적절히 유지하도록 강수량 경화를 통해 강도를 극대화했습니다.

CuCrZr 분말의 특성

CuCrZr 분말은 침전 경화 특성으로 인해 강도, 전도성 및 내열성이 탁월한 조합을 제공합니다. 다음은 몇 가지 주요 특성입니다:

속성	가치
밀도	8.8g/cm3
전기 전도성	22 - 48% IACS
열 전도성	200 - 300W/m-K
융점	1065°C
열팽창 계수	16.5 x 10-6 /°C
탄성 계수	124 GPa
수율 강도	350 - 650 MPa
신장	8-15%
산화 저항	최대 900°C까지 사용 가능

• 여기에는 다음이 포함됩니다. 높은 강도 적당한 전도성을 유지하면서 강수량이 경화되어 발생합니다. 열처리를 통해 강도를 조정할 수 있습니다.
• 뛰어난 전도성 매트릭스의 구리 함량이 높기 때문에 침전 경화 스테인리스강과 비교됩니다.
• 우수한 내열성 최대 400-500°C까지 강도와 전도성을 유지합니다. 다른 Cu 합금에 비해 연화되는 경향이 적습니다.
• 산화 및 부식에 대한 내성 보호용 Cr2O3 산화물 스케일이 형성되어 있습니다.

이러한 고유한 특성 프로파일 덕분에 CuCrZr은 저항 용접 전극, 열 관리 부품 및 고온 스프링과 같은 애플리케이션에 적합합니다.

CuCrZr 분말의 응용 및 용도

CuCrZr 분말의 균형 잡힌 특성으로 인해 다음 애플리케이션에 적합합니다:

애플리케이션	사용 이유
저항 용접 전극	높은 강도, 우수한 전도성, 고온에서 변형에 대한 내성
방열판 및 히트 파이프	높은 열전도율과 고온 강도 결합
전기 접점 및 커넥터	우수한 전도성, 높은 강도로 소형화 가능
고온 스프링	높은 온도에서 강도 유지
유리 밀봉 합금	CTE와 붕규산 유리의 밀접한 결합

• 저항 용접 전극 - 전도성이 뛰어나 용접 시 열 발생이 적어 용접 시간을 단축할 수 있습니다. 강도가 높아 전극 팁이 뭉치는 현상을 방지합니다.
• 열 관리 - 열전도율이 높아 기계적 무결성을 유지하면서 열을 빠르게 발산하는 열교환기, 방열판, 히트 파이프 등에 사용됩니다.
• 전기 접점 - 강도가 우수하고 전도성이 유사하여 많은 애플리케이션에서 베릴륨 구리 접점을 대체할 수 있습니다.
• 고온 스프링 - 강철 스프링과 달리 하중 용량 손실 없이 최대 500°C까지 작동하는 스프링에 사용됩니다.
• 유리 대 금속 씰 - CTE는 붕규산 유리와 일치하여 응력이 낮은 유리 밀봉 애플리케이션을 가능하게 합니다.

CuCrZr의 침전 경화 능력은 열처리 매개변수를 변경하는 것만으로 특정 응용 분야 요구 사항에 따라 강도를 조정할 수 있습니다.

CuCrZr 분말 사양

CuCrZr 분말은 다양한 크기 범위와 순도로 제공되며 응용 분야의 필요에 따라 맞춤화할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 사양입니다:

사양	세부 정보
크기 범위	10 - 150 미크론
순도	최대 99.9%
탄소 함량	<100 ppm
산소 함량	<500ppm
파티클 모양	구형, 불규칙
겉보기 밀도	최대 80%의 이론적 밀도
유량	최대 25초/50g

• 파우더 크기는 완성된 부품의 밀도와 표면 마감에 직접적인 영향을 미칩니다. 파우더가 미세할수록 밀도가 높고 표면 마감이 우수합니다.
• 순도가 높으면 통합 과정에서 오염 문제가 줄어들고 최종 특성이 향상됩니다.
• 가스 분무 분말은 적층 제조에 이상적인 부드러운 구형 형태를 가지고 있습니다. 물 분무 분말은 프레스 및 소결 응용 분야에 유용한 불규칙한 모양을 가지고 있습니다.
• 겉보기 밀도는 분말을 얼마나 촘촘하게 포장할 수 있는지를 나타냅니다. 밀도가 높을수록 소결성이 향상됩니다.
• 유량은 프레스 및 소결 공정에서 분말 취급의 용이성과 균일한 다이 충진에 영향을 줍니다.

입자 크기 분포, 모양, 겉보기 밀도 등 파우더 속성은 애플리케이션 요구 사항에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다.

CuCrZr 분말의 통합 방법

CuCrZr 분말은 다음과 같은 방법을 사용하여 완전히 밀집된 구성 요소로 통합할 수 있습니다:

통합 방법	세부 정보
적층 제조	선택적 레이저 용융, 전자빔 용융
누르고 소결	침투 또는 추가 열 처리 후
열간 등방성 프레스	캡슐화된 분말의 완전 밀도화
압출	윤활유가 혼합된 분말 단조 가공
스파크 플라즈마 소결	펄스 전류를 이용한 빠른 밀도화

선택적 레이저 용융 및 전자빔 용융과 같은 적층 제조 방법은 일반적으로 분말에서 직접 미세한 미세 구조를 가진 복잡한 그물 모양의 CuCrZr 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

프레스 및 소결 방식은 대량 생산에는 경제적이지만 여러 단계가 필요합니다. 최종 특성은 소결 온도, 시간, 대기 등에 따라 달라집니다.

열간 등방성 프레스는 고압을 가하여 낮은 온도에서 완전한 치밀화를 가능하게 합니다. 적층 제조된 부품의 다공성을 줄이고 피로 수명을 개선합니다.

압출 및 스파크 플라즈마 소결은 더 단순한 형상에 적합한 대체 방법입니다. 통합 공정은 최종 미세 구조, 특성 및 성능에 영향을 미칩니다.

CuCrZr 합금의 열처리

CuCrZr 합금의 주요 장점은 침전 경화 반응입니다. 용액화 및 노화 열처리는 요구 사항에 따라 강도를 크게 변화시킬 수 있습니다:

열처리	세부 정보
솔루션 어닐링	850-980°C, 물 담금질. 침전물 용해, 합금 연화
노화	350-500°C에서 1-4시간 동안. 강수량과 경화를 제어합니다.
스트레스 해소	350°C에서 1시간 동안. 잔류 응력을 제거합니다.

용액 어닐링은 크롬과 지르코늄을 고용체에 용해시킨 후 급속 담금질하여 과포화 고용체를 형성합니다. 이후 에이징 처리를 통해 미세한 응집성 침전물을 핵 생성하여 침전물을 경화시킵니다.

노화 시간과 온도가 경화 반응을 직접 제어합니다. 노화 온도가 낮고 시간이 짧을수록 전도성이 보존됩니다. 침전 경화는 용액 상태와 비교하여 강도를 세 배로 높일 수 있습니다.

응력 완화 기능은 이전의 냉간 또는 열간 가공으로 인한 잔류 응력을 줄여 가공 중 왜곡을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

CuCrZr 분말과 대체품 비교

CuCrZr은 침전 경화 스테인리스강, 베릴륨 구리 및 니켈은과 같은 합금과 경쟁합니다:

합금	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Ni-Ag
힘	우수	우수	공정	양호
전도성	양호	Poor	우수	양호
작업 효율성	공정	양호	우수	우수
용접성	공정	공정	우수	양호
비용	보통	높음	매우 높음	보통

• 17-4PH 스테인리스 는 강도는 비슷하지만 Cr과 Ni 함량이 높아 전도도가 현저히 낮습니다.
• 베릴륨 구리 는 전도성은 우수하지만 강도가 낮습니다. 비싸고 독성 문제가 있습니다.
• 니켈 실버 강도는 좋지만 작동 온도가 낮습니다. 성형성이 우수합니다.
• CuCrZr 는 다양한 애플리케이션에 적합한 강도, 전도성, 작업성 및 비용의 균형을 제공합니다.

강도와 전도성 조합의 경우, CuCrZr은 침전 경화 스테인리스강 또는 베릴륨 구리 합금에 비해 더 높은 성능과 낮은 비용을 제공합니다.

CuCrZr 분말 공급업체

특수 금속 분말 생산업체에서 CuCrZr 분말을 공급합니다. 주요 공급업체는 다음과 같습니다:

공급업체	파우더 속성
샌드빅	크기 범위 10-150 μm, 최대 65%의 겉보기 밀도, 불규칙하고 구형인 분말
호가나스	크기 범위 45-150 μm, 최대 80%의 겉보기 밀도, 구형 분말, 고순도
포메톤	크기 범위 10-63 μm, 겉보기 밀도 최대 65%, 구형 및 불규칙한 분말
CNPC 파우더	크기 범위 10-150μm, 겉보기 밀도 최대 75%, 고순도

적층 제조, 프레스 및 소결 애플리케이션에 최적화되거나 특정 고객 요구 사항에 맞게 조정된 다양한 파우더 등급을 사용할 수 있습니다.

평판이 좋은 공급업체는 분말 생산에 대한 광범위한 품질 관리를 하고 있으며 배치 구성에 대한 증명이 포함된 공장 인증서를 제공합니다.

CuCrZr 분말 가격

특수 합금 분말인 CuCrZr은 표준 소재 분말보다 가격이 비쌉니다. 다음은 몇 가지 일반적인 가격 범위입니다:

파우더 등급	입자 크기	가격 범위
AM용 CuCrZr	15-45 μm	$100-150kg당
프레스 및 소결용 CuCrZr	45-150 μm	kg당 $50-100
고순도 CuCrZr	10-45 μm	$180-250 kg당

• 45미크론 이하의 미세 분말은 일반적으로 적층 제조에 이상적인 $100/kg 이상입니다.
• 더 거친 분말 45-150 미크론은 프레스 및 소결 경로에 적합한 $50-100/kg입니다.
• 중요 애플리케이션을 위한 고순도(>99.9%) 파우더는 $180/kg 이상의 프리미엄 가격을 요구합니다.
• 산소와 탄소 함량을 줄이면 응집력과 최종 특성이 향상됩니다.
• 가격은 파우더의 수량, 크기 범위, 품질 수준에 따라 다릅니다.

1kg에서 여러 톤까지 공급업체와 대량 할인을 협상할 수 있습니다. 입자 크기 분포가 제어된 고순도 분말은 더 높은 가격을 받습니다.

CuCrZr 분말: 건강 및 안전

대부분의 금속 분말과 마찬가지로 CuCrZr 분말은 건강 및 안전 위험을 최소화하기 위해 세심한 취급이 필요합니다:

위험	주의 사항	PPE
아이 컨택	직접 접촉을 피하세요. 노출 후 눈을 비비지 마세요. 접촉한 경우 물로 씻어냅니다.	보안경
피부 접촉	직접 접촉을 피하세요. 해당 부위를 비누와 물로 깨끗이 씻으세요.	장갑
흡입	분말 가루를 흡입하지 마세요. 환기를 충분히 하세요.	승인된 호흡보호구
섭취	손과 입의 접촉을 피하세요. 취급 후에는 손을 씻으세요.	–
화재	마른 모래를 사용하여 금속 가루 불을 끄세요. 물을 사용하지 마세요.	화재 안전 장비

• 분말을 취급할 때는 고글, 장갑, 마스크 등 PPE를 착용하여 접촉을 최소화하세요.
• 파우더 작업 후에는 위생을 철저히 하세요.
• 표면에 가루 먼지가 쌓이는 것을 방지하세요.
• 밀폐된 용기는 발화원으로부터 떨어진 서늘하고 건조한 곳에 보관하세요.

전체 안전 정보는 SDS를 참조하세요. 노출로 인해 자극이 발생하면 의료 지원을 받습니다. 적절한 안전 프로토콜을 준수하면 CuCrZr 분말을 취급할 때 위험을 최소화할 수 있습니다.

CuCrZr 분말 검사 및 테스트

높은 품질과 일관성을 보장하기 위해 CuCrZr 분말을 검사하고 테스트해야 합니다:

매개변수	방법	사양
화학 성분	XRF, 습식 화학	지정된 Cu, Cr 및 Zr 함량 준수
입자 크기 분포	레이저 회절, 체질	지정된 범위 내 중앙값 크기, D10, D90
분말 형태	SEM 이미징	구형, AM 파우더를 위한 최소한의 위성
겉보기 밀도	홀 유량계	애플리케이션에 지정된 대로
유량	홀 유량계	애플리케이션에 지정된 대로
불순물	ICP, LECO 분석	낮은 산소 및 질소 함량

적절한 공정 중 QC 테스트와 최종 검사를 통해 분말이 의도한 용도에 필요한 화학적, 물리적, 형태학적 특성을 충족하는지 확인합니다. 분말 생산자와 사용자 모두 일상적인 테스트를 수행해야 합니다.

자주 묻는 질문

Q. CuCrZr 합금은 어떤 용도로 사용되나요?

A. CuCrZr은 저항 용접 전극, 방열판 및 고온 스프링과 같이 우수한 전기 및 열 전도성과 함께 높은 강도를 필요로 하는 응용 분야에 사용됩니다.

Q. CuCrZr 분말은 어떻게 만들어지나요?

A. 용융 합금의 가스 분무 또는 물 분무를 통해 CuCrZr을 생산하여 AM 또는 프레스 및 소결에 최적화된 크기의 미세한 구형 또는 불규칙한 분말 입자를 생성합니다.

Q. CuCrZr 부품의 속성에 영향을 미치는 것은 무엇인가요?

A. 특성은 조성, 분말 품질, 응집 방법 및 파라미터, 열처리 및 미세 구조에 따라 달라집니다. 또한 CuCrZr의 침전 경화 능력은 강도를 맞춤화할 수 있습니다.

Q. 기체 분무형과 물 분무형 CuCrZr 분말의 차이점은 무엇인가요?

A. 기체 분무 분말은 AM 가공에 이상적인 구형 형태를 가지고 있는 반면, 물 분무 분말은 프레스 및 소결 적용에 적합한 불규칙한 형태를 가지고 있습니다.

Q. CuCrZr 합금은 열처리가 필요한가요?

A. 예, 용액 어닐링 및 노화 열처리를 통해 합금 미세 구조의 침전을 제어하여 강도와 전도도를 최적화할 수 있습니다.

Q. CuCrZr 분말의 일반적인 가격은 얼마인가요?

A. CuCrZr 분말은 프레스 및 소결 등급의 경우 $50/kg에서 고순도 AM 등급 분말의 경우 $250/kg까지 다양합니다. 크기가 더 미세하고 순도가 높을수록 비용이 증가합니다.