對標NASA的GRCop-42，冠達科技實現Cu-4Cr-2Nb高純球形粉末批量生產

導讀：Cu-4Cr-2Nb合金具有優(yōu)異的高溫強度、抗氧化性、抗蠕變性、抗熱腐蝕性、高導電性、高導熱性，成為可回收火箭發(fā)動機燃燒室襯套、熱交換器等部件以及導電元器件的優(yōu)選材料。


2025年2月19日，南極熊獲悉，冠達科技通過開放式研發(fā)、第三方中試等舉措，于2024年底實現Cu-4Cr-2Nb高純球形粉末批量生產。

△增材制造Cu-4Cr-2Nb與鎳基合金雙材料火箭發(fā)動機燃燒室（來源：NASA）

隨著我國航空、航天事業(yè)迅猛發(fā)展，冠達科技在2023年加大了Cu-4Cr-2Nb合金粉末的研發(fā)投入，與多家科研單位與高校合作開展開放式研發(fā)，在第三方中試平臺加以驗證，歷時一年半的時間，Cu-4Cr-2Nb合金粉末的產品質量具備了較強競爭力，并實現批量生產。

△冠達科技生產的Cu-4Cr-2Nb合金粉末（15-53μm）

分眾化的產品設計
Cu-4Cr-2Nb合金粉末對標NASA的GRCop-42，在國產化替代的前提下，面向定向能量沉積、粉末床熔化等多種增材制造方式對粉末進行分眾化設計。

眾所周知，該系列合金的主要強化機制Cr2Nb相的彌散強化。而不同的增材方式和熱處理方式對Cr2Nb相沉淀物的體積分數、沉淀物尺寸都會產生不同的影響，另一方面，增材和熱處理工藝差別也是影響微觀結構、致密度、表面粗糙度等主要的因素。

盡管增材方式和熱處理方式完全由產品應用商控制，但冠達科技發(fā)現通過對粉末元素比例和粒度的微調有助于應用商制造出高性能的產品。

精準的成分控制
Cu-4Cr-2Nb合金對成分控制要求較高。O、N、Cr、Fe、Al、Si、以及過量的Cr會對導熱/導電性能產生不利的影響。冠達科技采用高純原料真空氣霧化生產Cu-4Cr-2Nb合金，優(yōu)化了熔煉工藝，極大限度的降低雜質，獨創(chuàng)的耐火材料表面鈍化處理技術，也很好地控制了耐火材料的污染。      

粉末形貌         
該系列粉末具有球形度高，衛(wèi)星球少，空心球少，良好的流動性等優(yōu)點。         

△冠達科技生產的Cu-4Cr-2Nb合金粉末單個球體顯微圖片

△冠達科技生產的Cu-4Cr-2Nb合金粉末單個球體切粉顯微圖片

△粉末標稱成分      

△粉末密度與流動性     

粉末使用建議
1、為避免氮化物產生對Cu-4Cr-2Nb合金導電性和導熱性的不良影響，該系列粉末是在高純氬氣環(huán)境中生產的。建議應用商在增材制造和熱處理過程中，也采用氬氣作為保護氣體，而非氮氣；

2、建議LPBF選擇粉末粒度10-45μm；LDED選擇粉末粒度45-150μm；

3、表面處理：LDED打印件粗糙的表面會降低拉伸性能，對LPBF打印件的拉伸性能影響較小。建議對打印件進行表面拋光處理。

關于冠達科技
遼寧冠達新材料科技有限公司（簡稱：冠達科技）是一家從事高端金屬粉末、金屬材料研發(fā)生產的國家級高新技術企業(yè)，遼寧省航空產業(yè)發(fā)展促進會首批會員單位。公司主要產品包括，單元素金屬粉末、鎳基、鈷基、鐵基、銅基、鋁基、鈦基合金粉末，高熵合金粉末，金屬基復合粉末等，年產能500噸。