CN106964774A

CN106964774A - 金属粉末、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物

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Publication number: CN106964774A
Application number: CN201611177762.4A
Authority: CN
Inventors: 坪田龙介; 田中顺; 田中顺一; 冈阳平; 冈本啓; 菊川真利; 大久保浩明; 西泽嘉人; 丸山刚史; 西田元纪
Original assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd; Daihen Corp
Current assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd; Daihen Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2036-12-19
Also published as: KR102238218B1; EP3184209A3; WO2017110445A1; US10967431B2; TWI627294B; CN106964774B; EP3184209B1; US11185924B2; KR20180091083A; JP6532396B2; JP2017115220A; US20190168303A1; US20170182557A1; US20190168302A1; TW201726933A; EP3184209A2

Abstract

本发明提供金属粉末、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物。所述金属粉末为层叠造型用的金属粉末，其含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜和不可避免的杂质。

Description

金属粉末、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物

技术领域

本发明涉及金属粉末、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物(additively-manufactured article)。

背景技术

日本特开2011-021218号公报(专利文献1)中公开了以金属粉末为对象的激光层叠造型装置(所谓的“3D打印机”)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-021218号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为金属制品的加工技术，以金属粉末作为对象的层叠造型法备受瞩目。该方法的优点在于，使得切削加工所不可能的复杂形状的创制变得可能。迄今，报告了使用了铁系合金粉末、铝合金粉末、钛合金粉末等的层叠造型物的制作例。但是，现状是能够使用的金属种类受到限制，能够应用的金属制品也受到一定的限制。

本发明的目的在于提供由铜合金构成的、能够兼顾机械强度和导电率的层叠造型用的金属粉末、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物。

用于解决问题的方案

[1]金属粉末为层叠造型用的金属粉末。该金属粉末含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜和不可避免的杂质。

[2]层叠造型物的制造方法包括：

第一工序：形成含有上述[1]的金属粉末的粉末层；第二工序：在该粉末层中使规定位置的该金属粉末固化，由此形成造型层。该制造方法中，依次重复第一工序和第二工序，层叠造型层，由此制造层叠造型物。

[3]上述[2]的层叠造型物的制造方法可以进一步包括对层叠造型物进行热处理的热处理工序。

[4]层叠造型物为由铜合金构成的层叠造型物。铜合金含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜和不可避免的杂质。层叠造型物的铜合金的相对于理论密度的相对密度为96％以上且100％以下，导电率为30％IACS以上。

[5]在上述[4]的层叠造型物中，导电率可以为50％IACS以上。

发明的效果

根据上述，提供由铜合金构成的、能够兼顾机械强度和导电率的层叠造型物。

附图说明

图1是示出本实施方式的层叠造型物的制造方法的概略的流程图。

图2是示出STL数据的一例的示意图。

图3是示出切片数据的一例的示意图。

图4是对层叠造型物的制造过程进行图解的第一示意图。

图5是对层叠造型物的制造过程进行图解的第二示意图。

图6是对层叠造型物的制造过程进行图解的第三示意图。

图7是对层叠造型物的制造过程进行图解的第四示意图。

图8是示出拉伸试验中使用的试验片的俯视图。

附图标记说明

1第一粉末层、2第二粉末层、10层叠造型物、10d STL数据、20哑铃状试验片、21平行部、22抓手部、23肩部、100激光层叠造型装置、101活塞、102平台、103激光输出部、D1，D2直径、L0全长、L1，L2长度、R半径、d厚度、p1第一造型层、p2第二造型层、pn第n造型层。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式(以下记为“本实施方式”。)进行说明，但本发明并不限定于这些。

首先，对本发明人得到本实施方式的过程进行说明。

需要机械强度和导电率的机械部件大多使用铜。作为这样的机械部件，可列举出例如焊炬、配电设备的部件等。本发明人尝试着通过对纯铜的锭(ingot)进行雾化加工而得到铜粉末，使用其制作层叠造型物。然而，该方法未能得到所希望的层叠造型物。具体而言，造型物具有很多孔隙，相对于原材料，密度大幅地降低。进而，导电率也相对于原材料大幅地降低。可以认为，如果密度降低，则机械强度也必然降低。本发明人等尝试着变更各种条件来改善物理性质。但是，只要使用纯铜，则即便固定条件，最终物理性质也不稳定，不能兼顾机械强度和导电率。

因此，本发明人对于铜合金进行了研究。结果发现，通过使用具有特定合金组成的铜合金粉末，层叠造型物能够兼顾机械强度和导电率。

此处，“能够兼顾机械强度和导电率”是指层叠造型物满足以下的(a)～(c)的所有条件。

(a)拉伸强度大约为130MPa以上。由此，大致接近作为纯铜的无氧铜(JIS合金编号：C1020)的锭的拉伸强度的值，因此预期可以用于各种用途。优选拉伸强度大约为195MPa以上。由此，可以达到与无氧铜的锭的拉伸强度同等或以上。

拉伸强度按如下步骤进行测定。测定使用基于“JIS B 7721：拉伸试验机·压缩试验机-力测量体系的校正方法和验证方法”的等级1级以上的拉伸试验装置。首先，作为成为试验对象的层叠造型物，制造哑铃状试验片20。哑铃状试验片20如图8所示，具有由圆柱状的平行部21、在该平行部21的两端扩展的圆锥形的肩部23、以及在该肩部23延设的作为被拉伸试验装置的抓手装置或夹具抓取的部位的圆柱状的抓手部22形成的哑铃状的形状。

接着，使用上述拉伸试验装置以2mm/分钟的速度将这种哑铃状试验片20拉伸至断裂为止。此时，作为抓手装置或夹具，使用适合于哑铃状试验片20的形状的工具。此外，进行调节，以使力沿哑铃状试验片(20)的轴方向施加。测定至断裂为止出现的最大拉伸应力。将最大拉伸应力除以平行部21的截面积，由此计算出拉伸强度。平行部21的截面积为9.616mm²(＝π×3.5mm×3.5mm÷4)。需要说明的是，图8所示的哑铃状试验片20的各部的尺寸如下。

哑铃状试验片20的全长L0：36mm

平行部21的长度L1：18±0.5mm

平行部21的直径D1：3.5±0.05mm

肩部23的半径R：10mm

抓手部22的长度L2：4.0mm

抓手部22的直径D2：6.0mm。

(b)相对于理论密度的相对密度为96％以上。此处，合金的理论密度以具有与该合金相同组成的铸造材料的密度表示。相对于理论密度的相对密度以将层叠造型物的实测密度除以合金的理论密度得到的值的百分比表示。因此，相对密度的上限为100％。

(c)将退火标准铜(International Annealed Copper Standard：IACS，国际退火铜标准)的导电率定义为100％IACS时、导电率为30％IACS以上。此外，导电率可以优选为50％IACS以上。

[金属粉末]

本实施方式的金属粉末为层叠造型用的金属粉末。金属粉末相当于通常的二维打印机中的调色剂、墨。金属粉末含有铝(Al)0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜(Cu)和不可避免的杂质。金属粉末中的Cu含量可以为例如98.7质量％以上，可以为99.8质量％以下。

金属粉末中的Cu含量可以通过依据“JIS H 1051：铜和铜合金中的铜定量方法”的方法进行测定。Al含量可以通过依据“JIS H 1057：铜和铜合金中的铝定量方法”的ICP发光分析法进行测定。在金属粉末中，Al的含量的上限可以为1.3质量％。该含量的下限可以为0.23质量％。

金属粉末除了Al以外，有时还含有杂质元素。杂质元素为在制造时不可避免地混入的元素(不可避免的杂质)。因此，本实施方式的金属粉末的余量为Cu和不可避免的杂质。作为杂质元素，例如可列举出氧(O)、磷(P)等。杂质元素的含量例如可以小于0.1质量％，也可以小于0.05质量％。

本实施方式的金属粉末例如包括以下所示的含铝的铜合金粉末。

(含铝的铜合金粉末)

含铝的铜合金粉末含有Al 0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为Cu和不可避免的杂质。根据具有该化学组成的铜合金粉末，在层叠造型物中，特别能够实现机械强度和导电率的兼顾。Al含量小于0.2质量％时，接近纯铜(无氧铜)的粉末的性质。即，尝试使用其制作层叠造型物时，造型物具有很多空隙，与无氧铜的锭相比，密度大幅度降低，且导电率也与无氧铜的锭相比大幅度降低。Al含量超过1.3质量％时，存在无法再确保导电率为30％IACS以上之虞。

在含铝的铜合金粉末中，Al含量可以为例如0.23质量％以上且1.3质量％以下。在这些范围内，有时机械强度与导电率的平衡变好。

(粒度分布)

金属粉末的粒度分布可以根据粉末制造条件、分级、筛分等适当调节。金属粉末的平均粒径可以结合制造层叠造型物时的层叠节距来调节。金属粉末的平均粒径例如为100～200μm左右，可以为50～100μm左右，也可以为5～50μm左右。此处，本说明书中的平均粒径是指利用激光衍射·散射法测得的粒度分布中累积值50％处的粒径(所谓的“d50”)。在金属粉末中，对于颗粒形状没有特别限定。颗粒形状可以为例如大致球状，也可以为不规则形状。

(金属粉末的制造方法)

本实施方式的金属粉末可以通过例如气体雾化法或水雾化法来制造。即，一边使熔融状态的合金成分从浇注盘的底部落下，一边使之与高压气体或高压水接触，使合金成分骤冷凝固，由此使合金成分粉末化。除此之外，也可以通过例如等离子体雾化法、离心力雾化法等制造金属粉末。通过使用由这些制造方法得到的金属粉末，有能够得到致密的层叠造型物的倾向。

[层叠造型物的制造方法]

接着，对使用了上述金属粉末的层叠造型物的制造方法进行说明。此处，作为使金属粉末固化的手段，对粉末床融化法(powder bed fusion method)中使用激光的方式进行说明。但是，只要能够进行金属粉末的固化，则该手段不限定于激光。该手段可以为例如电子束、等离子体等。本实施方式也可以利用除粉末床融化法以外的积层制造法(AdditiveManufacturing：AM)。例如，本实施方式也可以利用定向能量沉积法(directed energydeposition method)。进而，本实施方式也可以在造型中实施切削加工。

图1为示出本实施方式的层叠造型物的制造方法的概略的流程图。该制造方法具备数据处理工序(S10)和造型工序(S20)。该制造方法可以在造型工序(S20)之后还具备热处理工序(S30)。造型工序(S20)包括第一工序(S21)和第二工序(S22)。该制造方法通过依次重复第一工序(S21)和第二工序(S22)来制造层叠造型物。以下，边参照图1～图7边对该制造方法进行说明。

1.数据处理工序(S10)

首先，利用3D-CAD等创建三维形状数据。三维形状数据被转换为STL数据。图2是示出STL数据的一例的示意图。STL数据10d进行例如利用有限元法的元素分割(网格化)。

由STL数据制成切片数据。图3是示出切片数据的一例的示意图。STL数据被分割为第一造型层p1～第n造型层pn的n层。切片厚度d例如为10μm～150μm左右。切片厚度d可以为例如10～50μm左右。

2.造型工序(S20)

接着，基于切片数据造型层叠造型物。图4是对层叠造型物的制造过程进行图解的第一示意图。图4所示的激光层叠造型装置100具备：活塞101、被活塞101支撑的平台102和作为使金属粉末固化的激光的输出部的激光输出部103。为了抑制造型物的氧化，之后的工序在例如非活性气体气氛下进行。非活性气体可以为例如氩气(Ar)、氮气(N₂)、氦气(He)等。或者，也可以代替非活性气体使用例如氢气(H₂)等还原性气体。进而，也可以使用真空泵等形成减压气氛。

活塞101以能够使平台102升降的方式构成。在平台102上造型层叠造型物。

2-1.第一工序(S21)

第一工序(S21)形成含有金属粉末的粉末层。基于切片数据，活塞101使平台102只降低1层的高度。在平台(102)上铺上1层高度的金属粉末。由此，形成含有金属粉末的第一粉末层1。第一粉末层1的表面通过未图示的刮板(squeezing blade)等平滑化。粉末层除了金属粉末以外，还可以含有激光吸收剂(例如树脂粉末)等。此外，粉末层有时实质上也仅由金属粉末形成。

2-2.第二工序(S22)

图5是对层叠造型物的制造过程进行图解的第二示意图。第二工序(S22)形成要构成层叠造型物的一部分的造型层。

激光输出部103基于切片数据对第一粉末层1的规定位置照射激光。也可以在照射激光之前预先对粉末层进行加热。受到激光照射的金属粉末经过熔融和烧结而固化。如此，在第一粉末层1中使规定位置的金属粉末固化，由此形成第一造型层p1。

本实施方式的激光输出部可以采用通用的激光装置。激光的光源可以使用例如光纤激光、YAG激光、CO₂激光、半导体激光等。激光的输出功率可以为例如100～1000W左右，也可以为200～500W左右，也可以为350～450W左右。激光的扫描速度可以在例如100～1000mm/s的范围内调节，也可以在200～600mm/s的范围内调节。此外，激光的能量密度可以在例如100～1000J/mm³的范围内调节。

此处，激光的能量密度用由下式(I)算出的值表示。

E＝P÷(v×s×d)···(I)

式(I)中，分别地，E表示激光的能量密度[单位：J/mm³]，P表示激光的输出功率[单位：W]，v表示扫描速度[单位：mm/s]，s表示扫描宽度[单位：mm]，d表示切片厚度[单位：mm]。

图6是对层叠造型物的制造过程进行图解的第三示意图。如图6所示，形成第一造型层p1之后，活塞101使平台102进一步只降低1层的高度。之后，与上述同样地形成第二粉末层2，基于切片数据形成第二造型层p2。之后，重复第一工序(S21)和第二工序(S22)。图7是对层叠造型物的制造过程进行图解的第四示意图。如图7所示，最后形成了第n造型层pn，完成层叠造型物10。

3.第三工序(S30)

之后，理想的是对层叠造型物进行热处理。即，层叠造型物理想的是在造型后实施热处理。通过热处理，可以期待层叠造型物的机械性质和导电率的提高。热处理时的气氛可以为例如氮气、空气、氩气、氢气、真空等气氛。热处理温度可以为例如300℃以上且400℃以下。热处理时间可以为例如2小时以上且4小时以下。

[层叠造型物]

接着，对通过上述的制造方法得到的层叠造型物进行说明。层叠造型物可以具有切削加工所无法实现的复杂形状。进而，本实施方式的层叠造型物可以兼顾机械强度和导电率。作为一例，本实施方式的层叠造型物可以应用于等离子体炬。

作为原料使用本实施方式的金属粉末的情况下，层叠造型物可以具有以下的构成。

即，本实施方式的层叠造型物是由特定的铜合金构成的层叠造型物。该铜合金含有Al 0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为Cu和不可避免的杂质。与金属粉末同样，余量可以含有不可避免的杂质。该层叠造型物中，相对于理论密度的相对密度为96％以上且100％以下，并且导电率为30％IACS以上。

铜合金中，Al的含量的上限可以为1.3质量％。该含量的下限可以为0.23质量％。

层叠造型物的密度可以通过例如阿基米德法进行测定。利用阿基米德法进行的密度测定可以依据“JIS Z 2501：烧结金属材料-密度、含油率和开放孔隙率试验方法”进行。液体使用水即可。

如果相对于理论密度的相对密度为96％以上，则可以期待能够经得起实用的机械强度。相对密度越高越理想。层叠造型物的相对密度可以为96.5％以上，也可以为97.0％以上，也可以为97.5％以上，也可以为98.0％以上，也可以为98.5％以上，也可以为99.0％以上。

导电率可以利用市售的涡流式导电率计进行测定。导电率也是越高越理想。层叠造型物的导电率可以为30％IACS以上，也可以为40％IACS以上，也可以为50％IACS以上。

(由含铝的铜合金构成的层叠造型物)

原料使用本实施方式的含铝的铜合金粉末的情况下，层叠造型物可以具备以下的构成。

即，层叠造型物是由特定的含铝的铜合金构成的层叠造型物。该含铝的铜合金含有Al 0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为Cu和不可避免的杂质。与金属粉末同样，余量可以含有不可避免的杂质。该层叠造型物中，含铝的铜合金的相对于理论密度的相对密度为96％以上且100％以下，并且导电率为30％IACS以上。在该层叠造型物中，例如Al含量为0.23质量％以上且1.3质量％以下的情况下，可以期待兼顾基于96.0％以上的相对密度的机械强度和30％IACS以上(优选为50％IACS以上)的导电率。

实施例

以下，使用实施例对本实施方式进行说明，但本实施方式并不限定于这些实施例。

1.金属粉末的准备

准备具有表1所示的化学成分的金属粉末E1、E2、E3、E4、X和Y。

[表1]

表1金属粉末一览

	化学成分	d50(μm)
			E1	Al(0.23质量％)；O(小于0.01质量％)；Cu(余量)	24.4
E2	Al(0.58质量％)；O(小于0.02质量％)；Cu(余量)	25.1
			E3	Al(0.81质量％)；O(小于0.01质量％)；Cu(余量)	24.7
E4	Al(1.3质量％)；Cu(余量)	23.4
			X	Cu(99.99质量％以上)	21.3
Y	Ni(2.52质量％)；Si(0.71质量％)；Cr(0.31质量％)；Cu(余量)	20.0

这些金属粉末通过规定的雾化法制造。金属粉末E1、E2、E3和E4相当于实施例。金属粉末E1、E2、E3和E4中的Cu含量通过依据“JIS H 1051：铜和铜合金中的铜定量方法”的铜电解重量法(硝酸·硫酸法)测得。金属粉末E1、E2、E3和E4中的Al含量通过依据“JIS H1057：铜和铜合金中的铝定量方法”的ICP发光分析法测得。对于金属粉末E1、E2、E3和E4中的不可避免的杂质的含量，分别地，通过“JIS Z 2613：非活性气体熔融红外线吸收法”测得氧量，通过“JIS H 1058：吸光光度法”测得磷量。

金属粉末X以市售纯铜(所谓的“无氧铜”)的锭(JIS合金编号：C1020)作为原料。金属粉末Y以市售铜合金(产品名“AMPCO940”)的锭作为原料。金属粉末X和Y相当于比较例。

2.激光层叠造型装置

准备以下规格的激光层叠造型装置。

激光：光纤激光器、最大输出功率400W

光斑直径：0.05～0.20mm

扫描速度：～7000mm/s

层叠节距：0.02～0.08mm

造型尺寸：250mm×250mm×280mm。

3.层叠造型物的制造

使用上述装置，制得圆柱状的层叠造型物(直径14mm×高度15mm)。

3-1.纯铜粉末(金属粉末X)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于以市售纯铜的锭作为原料的纯铜粉末(金属粉末X)，制得No.X-1～40的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述方法测得的相对密度、拉伸强度和导电率的数值示于表2和表3。进而，作为No.X-41～42，另行制造了图8所示的哑铃状试验片20作为层叠造型物，用该试验片基于前述方法测定了拉伸强度，因此将其示于表3。

[表2]

表2市售纯铜

[表3]

表3市售纯铜

由表2和表3可知，使用纯铜粉末(金属粉末X)的层叠造型物即使固定了条件，最终物性的不均也非常大。表2中的“无法测定”表示由于空隙过多而用阿基米德法未能测得可靠性高的密度。市售纯铜的锭的导电率可以认为为100％IACS左右。与此相对，使用金属粉末X的层叠造型物的导电率大幅度降低。此外，使用金属粉末X的层叠造型物的拉伸强度的值与市售纯铜的锭的拉伸强度(大约195MPa)相比，也大幅度降低。根据这些结果可以说，对于以无氧铜的锭为原料的纯铜粉末而言，难以制造实用性的机械部件。

3-2.铜合金粉末(金属粉末Y)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于以市售铜合金(产品名“AMPCO940”)的锭作为原料的铜合金粉末(金属粉末Y)，制得No.Y-1～7的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述的方法测得的相对密度和导电率的数值示于表4。

[表4]

表4市售铜合金

由表4可知，使用铜合金粉末(金属粉末Y)的层叠造型物与使用金属粉末X的层叠造型物相比，成功实现了高的相对密度。但是，导电率与原材料(45.5％IACS左右)相比大幅度降低。根据这些结果可以说，对于具有与本发明不同的组成的铜合金粉末而言，也难以制造实用性的机械部件。

3-3.含铝的铜合金粉末(金属粉末E1、E2、E3和E4)

3-3-1.Al＝0.23质量％(金属粉末E1)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于含有铝0.23质量％的铜合金粉末(金属粉末E1)，制得No.E1-1～9的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述的方法测得的相对密度、拉伸强度和导电率的数值示于表5。进而，作为No.E1-10～11，另行制造图8所示的哑铃状试验片20作为层叠造型物，用该试验片测定拉伸强度。

[表5]

表5含Al的Cu合金(Al＝0.23质量％)

由表5可知，使用含有铝0.23质量％的铜合金粉末(金属粉末E1)的层叠造型物与表2和表3的使用纯铜粉末(金属粉末X)的层叠造型物相比，能够抑制最终物性的不均，并且成功实现了相对密度超过96％的致密度。进而，这些层叠造型物的拉伸强度也良好，成功兼顾了超过53％IACS的导电率与机械强度。因此发现，含有铝0.23质量％的铜合金粉末是能够兼顾导电率与机械强度的优异的铜合金粉末。

3-3-2.Al＝0.58质量％(金属粉末E2)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于含有铝0.58质量％的铜合金粉末(金属粉末E2)，制得No.E2-1～15的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述的方法测得的相对密度、拉伸强度和导电率的数值示于表6。进而，作为No.E2-16～19，另行制造图8所示的哑铃状试验片20作为层叠造型物，用该试验片测定拉伸强度。

[表6]

表6含Al的Cu合金(Al＝0.58质量％)

由表6可知，使用含有铝0.58质量％的铜合金粉末(金属粉末E2)的层叠造型物与表2和表3的使用纯铜粉末(金属粉末X)的层叠造型物相比，能够抑制最终物性的不均，并且成功实现了相对密度超过96％的致密度。这些层叠造型物成功得到了超过47％IACS、优选超过50％IACS的导电率。进而，拉伸强度也大致为219MPa以上，与无氧铜的锭的拉伸强度同等或更高。因此发现，含有铝0.58质量％的铜合金粉末也是能够兼顾导电率与机械强度的优异的铜合金粉末。

3-3-3.Al＝0.81质量％(金属粉末E3)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于含有铝0.81质量％的铜合金粉末(金属粉末E3)，制得No.E3-1～6的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述的方法测得的相对密度、拉伸强度和导电率的数值示于表7。进而，作为No.E3-7～8，另行制造图8所示的哑铃状试验片20作为层叠造型物，用该试验片测定拉伸强度。

[表7]

表7含Al的Cu合金(Al＝0.81质量％)

由表7可知，使用含有铝0.81质量％的铜合金粉末(金属粉末E3)的层叠造型物与表2和表3的使用纯铜粉末(金属粉末X)的层叠造型物相比，能够抑制最终物性的不均，并且成功实现了相对密度超过97％的致密度。这些层叠造型物成功得到了超过43％IACS、优选超过45％IACS的导电率。进而，拉伸强度也大致为226MPa以上，为无氧铜的锭的拉伸强度以上。因此发现，含有铝0.81质量％的铜合金粉末也是能够兼顾导电率与机械强度的优异的铜合金粉末。

3-3-4.Al＝1.3质量％(金属粉末E4)

按照图1所示的流程中的造型工序(S20)，依次重复进行：第一工序(S21)：形成含有金属粉末的粉末层；以及，第二工序(S22)：对粉末层的规定位置照射激光使金属粉末固化，由此形成造型层。由此，基于含有铝1.3质量％的铜合金粉末(金属粉末E4)，制得No.E4-1～6的层叠造型物。

各层叠造型物的制造条件、各层叠造型物的基于前述的方法测得的相对密度、拉伸强度和导电率的数值示于表8。进而，作为No.E4-7～8，另行制造图8所示的哑铃状试验片20作为层叠造型物，用该试验片测定拉伸强度。

[表8]

表8含Al的Cu合金(Al＝1.3质量％)

由表8可知，使用含有铝1.3质量％的铜合金粉末(金属粉末E4)的层叠造型物与表2和表3的使用纯铜粉末(金属粉末X)的层叠造型物相比，能够抑制最终物性的不均，并且成功实现了相对密度超过97％的致密度。这些层叠造型物成功得到了超过34％IACS、优选超过35％IACS的导电率。进而，拉伸强度也大致为241MPa以上，为无氧铜的锭的拉伸强度以上。因此发现，含有铝1.3质量％的铜合金粉末也是能够兼顾导电率与机械强度的优异的铜合金粉末。

另外，对于含有小于0.2质量％的铝的铜合金粉末而言，与纯铜的粉末的性质相近。因此，使用其制作的层叠造型物具有很多空隙，与纯铜的锭相比显示出密度和拉伸强度均大幅度降低的机械强度，并且导电率与纯铜的锭相比也大幅度降低。此外，对于含有超过1.3质量％的铝的铜合金粉末而言，在导电率上，产生无法确保30％IACS以上的担心。因此，尝试形成含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下、余量为铜和不可避免的杂质的铜合金粉末(金属粉末)，使用其制作层叠造型物时，能够得到能够兼顾导电率与机械强度的最优选的层叠造型物。

应认为此次公开的实施方式和实施例在所有方面均为例示，并非是限制性的。本发明的范围通过权利要求书给出，而非上述说明，其包含与权利要求等同的意思以及范围内的所有变更。

Claims

1.一种金属粉末，其为层叠造型用的金属粉末，

其含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜和不可避免的杂质。

2.一种层叠造型物的制造方法，其包括：

第一工序：形成含有权利要求1所述的金属粉末的粉末层；

第二工序：在所述粉末层中使规定位置的所述金属粉末固化，由此形成造型层，

依次重复所述第一工序和所述第二工序，层叠所述造型层，由此制造层叠造型物。

3.根据权利要求2所述的层叠造型物的制造方法，其进一步包括对所述层叠造型物进行热处理的热处理工序。

4.一种层叠造型物，其为由铜合金构成的层叠造型物，

所述铜合金含有铝0.2质量％以上且1.3质量％以下，余量为铜和不可避免的杂质，

所述铜合金的相对于理论密度的相对密度为96％以上且100％以下，

导电率为30％IACS以上。

5.根据权利要求4所述的层叠造型物，其中，所述导电率为50％IACS以上。