NASAのGRCop-42をベンチマークし、Guanda TechnologyがCu-4Cr-2Nb高純度球状粉末の量産を達成

概要: Cu-4Cr-2Nb 合金は、優れた高温強度、耐酸化性、耐クリープ性、耐熱腐食性、高電気伝導性、高熱伝導性を備えているため、リサイクル可能なロケットエンジンの燃焼室ライナー、熱交換器などの部品や導電性部品に最適な材料です。

2025年2月19日、南極熊は、Guanda Technologyがオープン研究開発、サードパーティのパイロット生産などの措置を通じて、2024年末までにCu-4Cr-2Nb高純度球状粉末の量産を実現することを知りました。

△ 積層造形によるCu-4Cr-2Nbとニッケル基合金の二重材料ロケットエンジン燃焼室（出典：NASA）
わが国の航空宇宙産業の急速な発展に伴い、Guanda Technologyは2023年にCu-4Cr-2Nb合金粉末への研究開発投資を増やし、多くの科学研究機関や大学と協力してオープンな研究開発を実施し、サードパーティのパイロットプラットフォームで検証しました。 1年半後、Cu-4Cr-2Nb合金粉末の製品品質は高い競争力を獲得し、量産化を達成しました。

△Guanda Technologyが製造するCu-4Cr-2Nb合金粉末（15-53μm）はニッチな製品設計です
Cu-4Cr-2Nb合金粉末はNASAのGRCop-42をベンチマークとしており、国内代替を前提として、指向性エネルギー堆積法や粉末床溶融法など、さまざまな付加製造方法向けに設計されています。

このシリーズの合金の主な強化メカニズムは Cr2Nb 相の分散強化であることはよく知られています。添加方法や熱処理方法の違いにより、Cr2Nb相析出物の体積率やサイズに異なる影響が生じます。一方、添加プロセスや熱処理プロセスの違いも、微細構造、密度、表面粗さなどに影響を与える大きな要因となります。

添加方法と熱処理方法は製品応用会社によって完全に制御されますが、Guanda Technology は、粉末の成分比と粒子サイズを微調整することで、応用会社が高性能な製品を生産できることに気づきました。

正確な原料管理
Cu-4Cr-2Nb 合金は、組成制御に対して高い要件が求められます。 O、N、Cr、Fe、Al、Si、および過剰なCrは、熱伝導性/電気伝導性に悪影響を及ぼします。官達科技は高純度の原料を使用し、真空ガス噴霧法でCu-4Cr-2Nb合金を生産し、製錬プロセスを最適化して不純物を大幅に削減し、独自の耐火物表面不動態化処理技術により耐火物の汚染も効果的に抑制します。

粉末形態
このシリーズの粉末は、球形度が高く、サテライトボールや中空ボールが少なく、流動性が良好という利点があります。

△Guanda Technologyが製造したCu-4Cr-2Nb合金粉末の単一球の顕微鏡写真△Guanda Technologyが製造したCu-4Cr-2Nb合金粉末の単一球のカット粉末の顕微鏡写真△粉末の公称組成△粉末の密度と流動性
粉末の使用に関する推奨事項
1. Cu-4Cr-2Nb合金の電気伝導性と熱伝導性に対する窒化物の悪影響を回避するために、このシリーズの粉末は高純度アルゴン環境で製造されています。アプリケーション企業では、積層造形および熱処理中に窒素の代わりにアルゴンをシールドガスとして使用することも推奨されます。

2. LPBF では粉末粒子サイズを 10 ～ 45 μm に選択することをお勧めします。LDED では粉末粒子サイズを 45 ～ 150 μm に選択することをお勧めします。

3. 表面処理: LDED プリントの表面が粗いと引張特性が低下しますが、LPBF プリントの引張特性にはほとんど影響がありません。プリントには表面仕上げを施すことをお勧めします。

Guanda Technologyについて<br /> 遼寧省冠達新材料科技有限公司（略称冠達科技）は、高級金属粉末と金属材料の研究開発と生産に従事する国家ハイテク企業であり、遼寧省航空産業発展促進協会の最初の会員企業の一つです。同社の主な製品は、単元素金属粉末、ニッケルベース、コバルトベース、鉄ベース、銅ベース、アルミニウムベース、チタンベースの合金粉末、高エントロピー合金粉末、金属ベースの複合粉末などであり、年間生産能力は500トンです。

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徐方達：航空分野への3Dプリントの導入

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