[發明專利]銅合金粒子、表面包覆銅系粒子和混合粒子

在審

• 申請號: 201880028196.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN110573274A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 吉田浩一
• 申請（專利權）人: 古河電氣工業株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 11418 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 郭紅麗

本發明提供銅合金粒子等，其特別是利用造型時的激光照射而產生的熱將照射區域充分熔融，從而能夠獲得不僅孔隙率(空隙率)較小，且耐蝕性、疲勞特性優異的層疊造型品。本發明的銅合金粒子(1)作為通過照射具有1.2μm以下的波長的激光而被層疊造型的原料使用，銅合金粒子(1)的平均粒徑為50μm以下，并且作為上述原料的光吸收率為6％以上。

技術領域

本發明涉及適合作為對銅合金部件進行激光層疊造型時的原料而使用的銅合金粒子、表面包覆銅系粒子和混合粒子，所述銅合金粒子例如是熱管、均熱板(Vaporchamber)等熱輸送部件、個人電腦、智能電話等中安裝的匯流條、連接器、引線框等電子設備部件等特別是具有復雜形狀的銅合金部件。

背景技術

在個人電腦、平板終端、智能電話等電子設備中，正在進行輕質小型化，并且，因數據處理量急劇增加而進行高速運算處理，與此相伴，發熱(蓄熱)的問題變得明顯。因此，在相關電子設備中，例如設置熱管、均熱板等高性能的散熱部件的必要性有所提高。但是，在如擠出-鍛造加工法、粉末冶金法的現有的制造方法中，難以高精度地對小型且具有復雜形狀的散熱部件進行成型，從而不能滿足要求特性。

因此，近年來，所謂激光層疊造型技術受到了關注，該技術在對產品進行造型的造型-加工工作臺上，將作為原料的金屬粒子通過重涂機(Recoater)的擠壓，以0.05mm左右的厚度均勻地鋪設而形成較薄的粒子層，接下來，基于CAD數據照射激光，僅使粒子層的照射部分熔融固化，進而使用激光層疊造型裝置(所謂的3D打印機)反復進行粒子層的形成和激光的照射，從而能夠作為層疊造型品而制造出熱管等各種部件。

但是，在使用銅系粒子作為原料的金屬粒子的情況下，銅的激光反射率較高，光吸收率(例如使用SolidSpec-3700DUV(株式會社島津制作所制造)對將JIS H3510:2012中規定的電子管用無氧銅(合金編號：C1011)的板進行鏡面研磨后的產物測定反射率，將從100中減去測定值所得的值作為吸收率。而且，1065nm的光的吸收率為4.6％。)較低，因此為了制造造型品而需要使用高輸出功率的激光裝置，并且，銅的導熱性優異，因此在激光的照射部分產生的熱在瞬間內擴散到照射部分以外的粒子層部分，從而現狀是尚未獲得致密的造型品。因此，為了使用銅系粒子制造致密的層疊造型品，需要提高銅系粒子的光吸收率、且使得激光照射時在照射部分產生良好的熔融固化現象。

例如，在專利文獻1中，記載了如下銅合金粉末，其含有0.10質量％以上且1.00質量％以下的鉻和硅中的至少任一種，上述鉻和上述硅的合計含量為1.00質量％以下，余量由銅構成。

另外，在專利文獻2中，記載了如下金屬成型體，其由合金制成，該合金包含主金屬元素和添加元素，添加元素的原子半徑a相對于主金屬元素的原子半徑b的比率100(a-b)/b為-30％至+30％，通過層疊方法層疊制造原料金屬粉末，主金屬元素為Cu，添加元素為選自：由作為無固溶限度的完全固溶型元素的K、Mn、Rh、Pd、Pt、Au；作為最大固溶限度為1-50重量％的大量固溶型元素的Li、Be、Mg、Al、Si、Ti、Co、Zn、Ga、Ge、As、Ni、Ag、Sn、Ir、Hg；作為最大固溶限度為0.01-1重量％的微量固溶型元素的H、B、C、Sc、Cr、Fe、Mo、Ag、Cd、Sb、Hf、Ir；作為最大固溶限度為0重量％的非固溶型元素的Se、Mo、Tc、Ru、I、Ta、W、Re、Os組成的組中的1種以上。

進而，在專利文獻3中，記載了將輸入的熱的均勻化和驟冷化作為目的，利用將Cu等高熔點金屬粒子和Sn等低熔點金屬粒子混合而成的金屬粒子，將金屬造型物進行造型的三維造型用材料。

但是，專利文獻1～3均不是根據提高對作為原料的銅系合金粒子照射激光時的銅系粒子的光吸收率的觀點而對銅系粒子的組成、粒徑大小等進行的研究，并且，關于在對純銅粒子照射具有1.2μm以下的波長的激光、特別是照射具有1.065nm的波長的光纖激光的情況下，光吸收率較低的銅粒子無法充分熔融，呈現出孔隙率(空隙率)的數值增大至1％以上的趨勢，進而，對于能夠使孔隙率(空隙率)的數值減小至小于1％的合金元素并未提及。