[发明专利]铜合金粒子、表面包覆铜系粒子和混合粒子

说明书

本发明提供铜合金粒子等，其特别是利用造型时的激光照射而产生的热将照射区域充分熔融，从而能够获得不仅孔隙率(空隙率)较小，且耐蚀性、疲劳特性优异的层叠造型品。本发明的铜合金粒子(1)作为通过照射具有1.2μm以下的波长的激光而被层叠造型的原料使用，铜合金粒子(1)的平均粒径为50μm以下，并且作为上述原料的光吸收率为6％以上。

技术领域

本发明涉及适合作为对铜合金部件进行激光层叠造型时的原料而使用的铜合金粒子、表面包覆铜系粒子和混合粒子，所述铜合金粒子例如是热管、均热板(Vaporchamber)等热输送部件、个人电脑、智能电话等中安装的汇流条、连接器、引线框等电子设备部件等特别是具有复杂形状的铜合金部件。

背景技术

在个人电脑、平板终端、智能电话等电子设备中，正在进行轻质小型化，并且，因数据处理量急剧增加而进行高速运算处理，与此相伴，发热(蓄热)的问题变得明显。因此，在相关电子设备中，例如设置热管、均热板等高性能的散热部件的必要性有所提高。但是，在如挤出-锻造加工法、粉末冶金法的现有的制造方法中，难以高精度地对小型且具有复杂形状的散热部件进行成型，从而不能满足要求特性。

因此，近年来，所谓激光层叠造型技术受到了关注，该技术在对产品进行造型的造型-加工工作台上，将作为原料的金属粒子通过重涂机(Recoater)的挤压，以0.05mm左右的厚度均匀地铺设而形成较薄的粒子层，接下来，基于CAD数据照射激光，仅使粒子层的照射部分熔融固化，进而使用激光层叠造型装置(所谓的3D打印机)反复进行粒子层的形成和激光的照射，从而能够作为层叠造型品而制造出热管等各种部件。

但是，在使用铜系粒子作为原料的金属粒子的情况下，铜的激光反射率较高，光吸收率(例如使用SolidSpec-3700DUV(株式会社岛津制作所制造)对将JIS H3510:2012中规定的电子管用无氧铜(合金编号：C1011)的板进行镜面研磨后的产物测定反射率，将从100中减去测定值所得的值作为吸收率。而且，1065nm的光的吸收率为4.6％。)较低，因此为了制造造型品而需要使用高输出功率的激光装置，并且，铜的导热性优异，因此在激光的照射部分产生的热在瞬间内扩散到照射部分以外的粒子层部分，从而现状是尚未获得致密的造型品。因此，为了使用铜系粒子制造致密的层叠造型品，需要提高铜系粒子的光吸收率、且使得激光照射时在照射部分产生良好的熔融固化现象。

例如，在专利文献1中，记载了如下铜合金粉末，其含有0.10质量％以上且1.00质量％以下的铬和硅中的至少任一种，上述铬和上述硅的合计含量为1.00质量％以下，余量由铜构成。

另外，在专利文献2中，记载了如下金属成型体，其由合金制成，该合金包含主金属元素和添加元素，添加元素的原子半径a相对于主金属元素的原子半径b的比率100(a-b)/b为-30％至+30％，通过层叠方法层叠制造原料金属粉末，主金属元素为Cu，添加元素为选自：由作为无固溶限度的完全固溶型元素的K、Mn、Rh、Pd、Pt、Au；作为最大固溶限度为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；作为最大固溶限度为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；作为最大固溶限度为0重量％的非固溶型元素的Se、Mo、Tc、Ru、I、Ta、W、Re、Os组成的组中的1种以上。

进而，在专利文献3中，记载了将输入的热的均匀化和骤冷化作为目的，利用将Cu等高熔点金属粒子和Sn等低熔点金属粒子混合而成的金属粒子，将金属造型物进行造型的三维造型用材料。

但是，专利文献1～3均不是根据提高对作为原料的铜系合金粒子照射激光时的铜系粒子的光吸收率的观点而对铜系粒子的组成、粒径大小等进行的研究，并且，关于在对纯铜粒子照射具有1.2μm以下的波长的激光、特别是照射具有1.065nm的波长的光纤激光的情况下，光吸收率较低的铜粒子无法充分熔融，呈现出孔隙率(空隙率)的数值增大至1％以上的趋势，进而，对于能够使孔隙率(空隙率)的数值减小至小于1％的合金元素并未提及。