对标NASA的GRCop-42，冠达科技实现Cu-4Cr-2Nb高纯球形粉末批量生产

导读：Cu-4Cr-2Nb合金具有优异的高温强度、抗氧化性、抗蠕变性、抗热腐蚀性、高导电性、高导热性，成为可回收火箭发动机燃烧室衬套、热交换器等部件以及导电元器件的优选材料。


2025年2月19日，南极熊获悉，冠达科技通过开放式研发、第三方中试等举措，于2024年底实现Cu-4Cr-2Nb高纯球形粉末批量生产。

△增材制造Cu-4Cr-2Nb与镍基合金双材料火箭发动机燃烧室（来源：NASA）

随着我国航空、航天事业迅猛发展，冠达科技在2023年加大了Cu-4Cr-2Nb合金粉末的研发投入，与多家科研单位与高校合作开展开放式研发，在第三方中试平台加以验证，历时一年半的时间，Cu-4Cr-2Nb合金粉末的产品质量具备了较强竞争力，并实现批量生产。

△冠达科技生产的Cu-4Cr-2Nb合金粉末（15-53μm）

分众化的产品设计
Cu-4Cr-2Nb合金粉末对标NASA的GRCop-42，在国产化替代的前提下，面向定向能量沉积、粉末床熔化等多种增材制造方式对粉末进行分众化设计。

众所周知，该系列合金的主要强化机制Cr2Nb相的弥散强化。而不同的增材方式和热处理方式对Cr2Nb相沉淀物的体积分数、沉淀物尺寸都会产生不同的影响，另一方面，增材和热处理工艺差别也是影响微观结构、致密度、表面粗糙度等主要的因素。

尽管增材方式和热处理方式完全由产品应用商控制，但冠达科技发现通过对粉末元素比例和粒度的微调有助于应用商制造出高性能的产品。

精准的成分控制
Cu-4Cr-2Nb合金对成分控制要求较高。O、N、Cr、Fe、Al、Si、以及过量的Cr会对导热/导电性能产生不利的影响。冠达科技采用高纯原料真空气雾化生产Cu-4Cr-2Nb合金，优化了熔炼工艺，极大限度的降低杂质，独创的耐火材料表面钝化处理技术，也很好地控制了耐火材料的污染。      

粉末形貌         
该系列粉末具有球形度高，卫星球少，空心球少，良好的流动性等优点。         

△冠达科技生产的Cu-4Cr-2Nb合金粉末单个球体显微图片

△冠达科技生产的Cu-4Cr-2Nb合金粉末单个球体切粉显微图片

△粉末标称成分      

△粉末密度与流动性     

粉末使用建议
1、为避免氮化物产生对Cu-4Cr-2Nb合金导电性和导热性的不良影响，该系列粉末是在高纯氩气环境中生产的。建议应用商在增材制造和热处理过程中，也采用氩气作为保护气体，而非氮气；

2、建议LPBF选择粉末粒度10-45μm；LDED选择粉末粒度45-150μm；

3、表面处理：LDED打印件粗糙的表面会降低拉伸性能，对LPBF打印件的拉伸性能影响较小。建议对打印件进行表面抛光处理。

关于冠达科技
辽宁冠达新材料科技有限公司（简称：冠达科技）是一家从事高端金属粉末、金属材料研发生产的国家级高新技术企业，辽宁省航空产业发展促进会首批会员单位。公司主要产品包括，单元素金属粉末、镍基、钴基、铁基、铜基、铝基、钛基合金粉末，高熵合金粉末，金属基复合粉末等，年产能500吨。