本发明涉及一种最适合金属增材制造(金属am)技术的金属am用铜合金粉末的制造方法。本技术基于2022年10月24日在日本技术的专利申请2022-169920号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术：
1、近年来，作为制造具有各种立体形状的金属组件的方法，主要是使用粉末作为原料并通过金属3d打印机来造型出产品的金属am技术实现了实用化。作为使用了金属粉末的主要的金属am技术，可以举出使用了电子束或激光束的粉末床熔融法(粉末床熔融：pbf)、粘合剂喷射法等。
2、在此，铜合金具有导电性、导热性、机械特性、耐磨性、耐热性等适合于工业应用的多种基本性质，作为各种部件的原材料而被利用。因此，近年来，在宇宙、电气组件应用等各种领域中，试行通过使用了铜合金粉末的金属am来形成各种形状的部件，通过金属am制造出的铜及铜合金组件的需求正在增加。
3、例如，在专利文献1、2中提出有使用铜合金粉末制作基于金属am的层叠造型物的技术。
4、专利文献1：日本特开2016-211062号公报
5、专利文献2：日本特开2019-070169号公报
6、非专利文献1：y.m.arisoy et.al.,"influence of scan strategy and processparameters on microstructure and its optimization in additively manufacturednickel alloy 625via laser powder bed fusion",the international journal ofadvanced manufacturing technology,volume 90,p.p.1393-1417(2017).
7、通过金属am造型出的金属结构体根据各种用途被用作某种结构部件，因此在层叠造型物中存在孔隙的情况下，或者在金属材料的微细结构不均匀的情况下，在热机械及电可靠性方面成为问题。
8、目前，在金属am中使用最多的造型方式为激光pbf，在铜及铜合金中也尝试了基于激光pbf的造型。
9、但是，在通过照射激光束或电子束的方法进行层叠造型时，首先形成较薄的粉末层(粉末床)，接着，对该粉末床局部照射激光束或电子束而使材料熔融凝固。然而，对于铜及铜合金而言，由于与铁、钛、镍系等其他金属材料相比，铜本身对可见光、红外区域光的反射率高等的原因，在激光pbf的过程中，铜合金粉末的熔融行为变得不稳定，在所制作的层叠造型物的内部容易产生孔隙，从而通过激光pbf制造出的造型体的品质不稳定、生产率差等问题层出不穷，要求改善通过激光pbf制造出的铜及铜合金的品质及生产率。
10、目前，最广泛使用的金属am用原料的形态为粉末。例如，在使用了激光pbf的金属am中，构成原料粉末的各粒子的表面层与电磁波的耦合/相互作用所引起的粒子对电磁波的吸收特性会对原料粉末的熔融行为产生影响，并且会对包括组件的生产率和组件的缺陷密度在内的品质产生很大的影响。例如，在使用粉末床的金属am工艺中，在一次层叠过程中形成的粉末床的厚度例如为数十微米左右(非专利文献1)，通过将收敛的电磁波照射到这种相对薄的粉末床来使原料粉末熔融，进一步反复进行多次层叠和熔融凝固，由此实现所期望的造型结构。对使用粉末床的这种层叠造型的基本过程产生很大影响的是固体对电磁波的吸收特性，例如，固体对电磁波的吸收特性受到材料组成的影响，因此提高粉末的材料组成或微细结构的均匀性在层叠造型物整体中实现稳定的品质及实现高生产率的方面变得极其重要。
11、并且，对于铜合金而言，经过过去的各种研究开发的结果，已经开发出维持高导电性的同时实现高机械强度的材料、耐热性优异的材料等，对于金属am而言，也有使用现有的高性能铜合金组成的材料欲实现具有所期望的形状的金属am组件的社会需求。然而，在对这种已知的铜合金组成的原料的粉末床照射激光束或电子束进行层叠造型的情况下，并且在包括被照射激光束等的各部位的粉末粒子的组成再现性在内的与原料粉末有关的微细结构的再现性缺乏的情况下，粉末的熔融行为变得不均匀，其结果，有可能在造型体内部引发孔隙等结构缺陷，或者产生由造型体的金属组成的不均匀性所引起的机械特性的恶化。
12、这种原料粉末的微细结构的再现性包括粉末的材料组成的再现性，在粘合剂喷射法等其他金属am的工艺中也存在同样问题，尤其在铜合金的层叠造型中，由于这类各种原料问题，生产率的改善是一个很大的课题。在金属am用的现有的铜合金粉末中，适合于金属am工艺的材料特性不充分，其结果，在通过各种层叠造型工艺而制造的造型体中容易产生缺陷，未能实现充分的生产率。
13、并且，作为成为金属am造型体的结构缺陷的原因之一的因素，有因气体等的卷入而引起的孔隙的产生。在使用现有的铜合金粉末通过pbf法进行了层叠造型的情况下，在熔融粉末时，由于内含于铜合金粉末中的杂质的原因而产生气体，熔融的铜合金或凝固的铜合金捕获气体成分，有时在所制作的层叠造型物的内部产生孔隙，有可能无法制作稳定且高品质的层叠造型物。
技术实现思路
1、本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供一种金属am用铜合金粉末的制造方法，所述金属am用铜合金粉末能够稳定地制造通过金属am而制作的层叠造型物的微细结构的再现性高且孔隙等结构缺陷少的高品质的层叠造型物。
2、为了解决该课题，本发明人进行了深入研究的结果，发现了在使用了由雾化处理工序制造的粉末的情况下，能够显著地抑制制造出的层叠造型物的内部的孔隙的产生，所述雾化处理工序通过将o浓度及h浓度充分减少的高纯度的铜合金铸锭作为原料，在非活性气体或真空气氛中进行雾化处理而熔融分解，由此进行粉末化。
3、关于激光pbf工艺中的孔隙抑制，可以认为，通过提高成为原料的铜合金粉末的纯度而粉末整体中的材料组成的再现性得到提高，即，被照射激光的粉末床的各部位中的粉末组成的再现性得到提高的结果，由激光照射所引起的原料粉末的熔融/凝固行为的再现性提高并稳定化，而且因激光原料粉末中的o、h而可能产生的h2o等脱离气体成分得到抑制，通过这样的效果等，能够抑制层叠造型物中的孔隙产生。
4、本发明是根据上述见解而完成的，本发明的方面1的金属am用铜合金粉末的制造方法为用于金属am的金属am用铜合金粉末的制造方法，其特征在于，具有：铸造工序，通过铸造装置而制造铜合金铸锭，所述铸造装置具备：铜熔液供给部，熔解由纯度为99.99质量％以上的高纯度铜构成的铜原料而获得铜熔液；添加部，在非氧化性气氛下，对所述铜熔液添加铜合金的合金元素而获得铜合金熔液；和铸模，被供给所述铜合金熔液；以及雾化处理工序，将所述铜合金铸锭作为原料，在非活性气体或真空气氛中进行雾化处理而熔融分解，由此进行粉末化，所述铜合金铸锭中的o浓度为10质量ppm以下，h浓度为5质量ppm以下。
5、根据本发明的方面1的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于所述铜合金铸锭中的o浓度为10质量ppm以下且h浓度为5质量ppm以下，因此通过以该铜合金铸锭为原料来制造铜合金粉末而能够制造金属am用铜合金粉末，该金属am用铜合金粉末能够稳定地制造微细结构的再现性高且孔隙等结构缺陷少的高品质的层叠造型物。
6、关于本发明的方面2，在方面1的金属am用铜合金粉末的制造方法中，优选所述铜合金铸锭中的s浓度为15质量ppm以下。
7、根据本发明的方面2的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于所述铜合金铸锭中的s浓度为15质量ppm以下，因此能够充分减少容易包含于铜中的成分即s，通过以该铜合金铸锭为原料来制造铜合金粉末而能够制造金属am用铜合金粉末，该金属am用铜合金粉末能够稳定地制造微细结构的再现性高且孔隙等结构缺陷少的更高品质的层叠造型物。
8、关于本发明的方面3，在方面1或方面2的金属am用铜合金粉末的制造方法中，优选所述铜合金铸锭中的o浓度、h浓度及s浓度的合计为30质量ppm以下。
9、根据本发明的方面3的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于所述铜合金铸锭中的o浓度、h浓度及s浓度的合计为30质量ppm以下，因此通过以该铜合金铸锭为原料来制造铜合金粉末而能够制造金属am用铜合金粉末，该金属am用铜合金粉末能够稳定地制造微细结构的再现性高且孔隙等结构缺陷少的更高品质的层叠造型物。
10、关于本发明的方面4，在方面1至方面3中任一方面的金属am用铜合金粉末的制造方法中，优选所述铜合金铸锭中的所述合金元素的合计含量在0.01质量％以上且50质量％以下的范围内。
11、根据本发明的方面4的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于所述铜合金铸锭中的所述合金元素的合计含量在0.01质量％以上且50质量％以下的范围内，因此能够稳定地制造合金元素的含量均匀的金属am用铜合金粉末。
12、并且，由于含有合金元素，因此能够制造导电性、导热性等各种特性优异的金属am用铜合金粉末。
13、关于本发明的方面5，在方面1至方面4中任一方面的金属am用铜合金粉末的制造方法中，优选含有选自cr、zr、si、ni、mg、ti、al、zn、ca、sn、pb、fe、mn、te、nb、co、sb、bi、ag、ta、w、mo及p的一种以上作为所述合金元素。
14、根据本发明的方面5的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于含有上述任一种以上的合金元素作为合金元素，因此能够制造导电性、导热性等各种特性优异的金属am用铜合金粉末。
15、关于本发明的方面6，在方面1至方面5中任一方面的金属am用铜合金粉末的制造方法中，优选在所述铸造工序中，通过连续铸造装置连续制造所述铜合金铸锭。
16、根据本发明的方面6的金属am用铜合金粉末的制造方法，由于通过连续铸造装置连续制造铜合金铸锭，因此铜合金铸锭的生产效率优异。并且，根据本发明的方面6的金属am用铜合金粉末的制造方法，能够通过连续铸造而获得合金元素的含量稳定的铜合金铸锭，从而能够稳定地制造合金元素的含量均匀的金属am用铜合金粉末。
17、根据本发明，能够提供一种金属am用铜合金粉末的制造方法，所述金属am用铜合金粉末能够稳定地制造通过金属am而制作的层叠造型物的微细结构的再现性高且孔隙等结构缺陷少的高品质的层叠造型物。