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

導(dǎo)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(dǎo)電性、高導(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)Cu-4Cr-2Nb高純球形粉末批量生產(chǎn)。

△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(chǎn)品質(zhì)量具備了較強競爭力，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

△冠達科技生產(chǎn)的Cu-4Cr-2Nb合金粉末（15-53μm）

分眾化的產(chǎn)品設(shè)計
Cu-4Cr-2Nb合金粉末對標NASA的GRCop-42，在國產(chǎn)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(shè)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(shù)、沉淀物尺寸都會產(chǎn)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(jié)構(gòu)、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(chǎn)品應(yīng)用商控制，但冠達科技發(fā)現(xiàn)通過對粉末元素比例和粒度的微調(diào)有助于應(yīng)用商制造出高性能的產(chǎn)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(dǎo)熱/導(dǎo)電性能產(chǎn)生不利的影響。冠達科技采用高純原料真空氣霧化生產(chǎn)Cu-4Cr-2Nb合金，優(yōu)化了熔煉工藝，極大限度的降低雜質(zhì)，獨創(chuàng)的耐火材料表面鈍化處理技術(shù)，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(chǎn)的Cu-4Cr-2Nb合金粉末單個球體顯微圖片

△冠達科技生產(chǎn)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(chǎn)生對Cu-4Cr-2Nb合金導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的不良影響，該系列粉末是在高純氬氣環(huán)境中生產(chǎn)的。建議應(yīng)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(guān)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(chǎn)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，遼寧省航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會首批會員單位。公司主要產(chǎn)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(fù)合粉末等，年產(chǎn)能500噸。