1. 기술적 배경 및 산업 수요

철-니켈 고정 팽창 밀봉 합금은 부품의 비율을 정확하게 제어하여 열팽창 계수 매칭을 달성 할 수있는 특수 합금의 일종으로 전자 포장, 항공 우주, 정밀 기기 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 핵심 가치는 유리 및 금속 밀봉, 세라믹 및 금속 용접 및 기타 시나리오와 같은 다양한 재료의 열팽창 계수 차이로 인한 연결 고장 문제를 해결하는 것입니다. 정저우 하이테크 구역의 전략적 위치에 의존, 청촨 신소재 (정저우) 유한 공사는 고순도 금속 및 특수 합금의 연구 개발에 중점을 둡니다. 그것의 철-니켈 확장 합금 제품 라인은-60 ℃에 400 ℃의 넓은 온도 범위에서 확장 일치 요구 사항을 충족시키기 위해 4J29, 4J33 및 기타 주류 브랜드를 커버했다.

2. 기술 분석: 구성 요소 설계 및 제조 공정

1. 구성 최적화 및 성능 제어
Qingchuan 신소재 진공 유도 용융 기술을 통해 니켈 함량은 열팽창 계수 α(20-300 ° C) ≤ 4.7 × 10 을 달성하기 위해 코발트, 탄소 및 기타 미량 원소와 함께 28.5-30.0 의 범위에서 정확하게 제어됩니다. -60 ℃ ~ 100 ℃의 범위에서 4J29 합금의 팽창 계수의 변동은 0.3 × 10 * C/℃ 미만이며, 이는 산업 표준 요구 사항보다 훨씬 우수합니다.

2. 제조 공정 혁신
회사는 3 단계 열처리 과정을 채택합니다:
STEP1: 1050 ℃ ± 10 ℃에서 균질화 어닐링, 조성 분리를 제거하기 위하여;
STEP2: 차가운 작업성을 향상시키기 위해 780 ℃ ± 5 ℃에서 중간 어닐링;
STEP3:480 ℃ ± 3 ℃ 노화 처리, 안정되어 있는 구조.
이 과정을 통해 합금의 인장 강도는 520-620MPa 에 도달 할 수 있으며 신장 속도는 ≥ 25% 이며 딥 드로잉 및 스피닝과 같은 복잡한 성형 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

3. 신청 사례: 전자 포장에 있는 연습

1. 프로젝트 배경
통신 기업은-40 ℃ ~ 85 ℃ ≥ 95% 의 온도 범위에서 금속 쉘과 세라믹 매체 사이의 팽창 계수의 일치 정도를 요구하는 5G 기지국 용 고 신뢰성 필터를 개발해야합니다. 전통적인 Kovar 합금 (4J29) 은 고온에서 높은 팽창 계수를 가지므로 밀봉 인터페이스에서 응력 집중이 발생합니다.

2. 솔루션
4J33 합금은 Qingchuan New Material에서 맞춤화되었습니다. 니켈 함량을 32.5% 로 조정하고, 0.1% 지르코늄 원소를 첨가함으로써, 고온 구간의 팽창 계수를 4.5 × 10 으로 감소시켰다. 시뮬레이션 테스트 후 밀봉 인터페이스의 응력 값은 85MPa 에서 32MPa 로 감소했고, 기밀성 테스트는 1 × 10, Pa m/s의 표준을 통과했습니다.

3. 효과 검토
필터-40 ℃ 콜드 스타트 및 85 ℃ 연속 작동 테스트, 밀봉 층 균열 또는 누출 현상 없음, 제품 수명이 3 년에서 5 년 이상으로 연장되었습니다. 현재, 이 방식은 200000 개 이상의 기지국 장비에 적용되었으며, 실패율은 0.02 미만이다.

4. 기술적 이점 및 산업 경험

1. 전체 프로세스 품질 관리
원료 순도 테스트 (ICP-MS 분석, 총 불순물 요소 ≤ 0.005% 사용) 에서 완제품 성능 테스트 (레이저 간섭계 확장 계수 측정 시스템 장착) 에 이르기까지 12 가지 주요 프로세스의 디지털 제어가 실현됩니다.

2. 맞춤형 서비스 제공 능력
재료 게놈 기술에 의존하여 다양한 구성 요소 조합으로 확장 계수 곡선을 신속하게 시뮬레이션하여 고객에게 브랜드 선택에서 프로세스 최적화에 이르기까지 전체 체인 지원을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 반도체 회사를 위해 개발 된 초저 팽창 합금 (α ≤ 1.5 × 10 +/℃) 이 AEC-Q200 게이지 레벨 인증을 통과했습니다.

5. FAQ: 일반적인 기술 질문에 대한 답변

Q1: 철-니켈 합금과 Invar의 차이점은 무엇입니까?
A: Fe-36Ni 합금 (INVALLOY) 은 매우 낮은 팽창 계수 (α≈ 1.8 × 10 +/℃) 를 특징으로하지만 강도는 상대적으로 낮습니다 (≤ 300MPa). Fe-Ni 상수 팽창 합금은 고강도 (≥ 500MPa) 를 유지하면서 니켈 함량을 조정하여 제어 가능한 팽창 계수를 실현합니다. 구조적 적용에 더 적합합니다.

Q2: 적합한 밀봉 합금 등급을 선택하는 방법?
A: 세 가지 매개 변수를 고려해야합니다.
(1) 작동 온도 범위: 4J29 는-60 ℃ ~ 400 ℃를 위해 적당합니다, 4J33 는-60 ℃ ~ 500 ℃를 위해 적당합니다;
(2) 팽창 계수 매칭: 목표 재료의 팽창 계수 범위 내에서 합금을 선택 ± 10%;
(3) 가공 요구 사항: 깊은 그림 형성 4J29, 복잡한 용접 4J33.

Q3: 합금의 표면 산화를 처리하는 방법?
A: 3 단계 방법을 권장합니다.
STEP1: 800 ° C에서 수소 환원 처리하여 표면 산화물 층을 제거합니다.
STEP2: 내식성을 향상시키기 위해 무전해 니켈 도금 (두께 2-5μm);
STEP3: 저장 도중 2 차 산화를 피하기 위하여 진공 포장.

6. 기술적 전망

6G 통신, 양자 컴퓨팅 및 기타 분야의 등장으로 초 광역 온도 범위 (-196 ℃ ~ 600 ℃) 상수 팽창 합금에 대한 수요가 증가하고 있습니다. Qingchuan New Materials는 니오븀 원소의 마이크로 합금 기술을 통해 4J50 합금을 개발하고 있으며, 목표는 알파 (20-500 ° C) 6.5x10/C의 돌파구를 달성하여 고급 제조를위한 재료 지원을 제공하는 것입니다.