1. 기술 배경 및 산업 위치

철-니켈 고정 팽창 정밀 합금은 유리, 세라믹 및 기타 재료의 열팽창 계수와 일치하도록 니켈 함량을 정확하게 조절하여 항공 우주, 전자 포장, 에너지 장비 및 기타 분야의 핵심 재료입니다. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd는 R & D 및 중국의 특수 합금 제조에서 벤치 마크 기업으로 정저우 첨단 기술 구역의 현대 표준 공장 건물 및 고급 생산 라인에 의존하여 전체 공정 기술 시스템을 구축합니다. 정밀 가공에 제련 공정. 자사 제품은 ISO9001 품질 관리 시스템 인증을 통과했으며 하이 엔드 장비 제조 분야에서 널리 사용됩니다.

2. 핵심 기술 레이아웃 및 프로세스 혁신
1. 재료 구성 최적화 디자인
연구 개발 팀은 Fe-Ni 이진 위상 다이어그램을 기반으로 미량 크롬 (Cr), 코발트 (Co) 및 기타 원소를 추가하여 4J42, 4J50 및 기타 합금을 개발했습니다. 예를 들어, 4J42 합금 (Ni 함량 41.5-42.5) 은-60 ℃ ~ 400 ℃의 온도 범위에서 (5.0-5.8)× 10 */℃의 안정적인 선형 팽창 계수를 가지며, 이는 붕규산 유리로 매끄럽게 밀봉 될 수있다. 4J50 합금은 니켈 함량을 49.5-50.5 로 증가시키고 퀴리 온도를 100 ℃ 이상으로 상승시켜 고온 환경에서 치수 안정성을 크게 향상시킵니다.

2. 제련 공정 제어 시스템
진공 유도 용융 (VIM)+ 전기 슬래그 재 용융 (ESR) 이중 공정을 사용하여 합금의 산소 함량은 ≤ 15ppm 에서 제어되고 황 함량은 ≤ 0.01% 로 비금속 함유 물을 효과적으로 줄입니다. 예를 들어 K418 니켈계 침전 강화 합금을 사용하면 γ' 강화 단계 (Ni1 (Al,Ti)) 의 크기 균일성이 VIM-ESR 공정을 통해 30% 증가하고 내구 강도가 900 ℃에서 450MPa 에 도달하며 크리프 저항은 유사한 국제 제품보다 우수합니다.

3. 열처리 및 정밀 가공 기술
3 단계 열처리 시스템은 4J42 합금을 위해 개발되었습니다: 1 시간 동안 900 ℃ 20 ℃에서 열 보존, ≤ 5 ℃/min의 속도로 200 ℃ 이하로 냉각하여 ASTM 6-8 등급에서 곡물 크기를 제어합니다., 재료가 모두 높은 강도를 가지고 있는지 확인 (인장 강도 ≥ 600MPa) 및 우수한 작업 성 (차가운 변형 비율 ≤ 60%). 얇은 벽 정밀 부품의 경우 HIP (hot isostatic pressing) 기술을 사용하여 미세한 다공성을 제거하고 밀도를 99.95% 이상으로 증가시킵니다.

3. 일반적인 응용 사례 분석
1. 항공 우주: 터빈 블레이드 제조
특정 유형의 에어로 엔진을 위해 Qingchuan이 제공하는 K418 합금 터빈 블레이드는 방향 응고 기술을 통해 단결정 구조를 구현하여 작동 온도를 850 ℃에서 950 ℃로 높이고 열 효율을 8% 증가시킵니다. 1000 시간의 고온 내구 시험 후, 블레이드의 크리프 속도는 전통적인 단조 공정보다 60% 낮은 0.001/h이며 엔진의 유지 보수주기가 상당히 연장됩니다.

2. 전자 포장 분야: 유리 씰 릴레이 하우징
4J42 합금으로 만들어진 유리 밀봉 릴레이 하우징은-55 ℃에서 125 ℃까지의 온도 사이클 테스트 동안 D37 유리와의 밀봉 인터페이스에서 1 × 10 MPa m/s 미만의 누설율을 가지며, 이는 GJB 548B 군사 전자 부품 환경 테스트 표준. 이 제품은 일괄 적으로 Beidou 위성 항법 시스템에 적용되었으며 100000 개 이상의 누적 배송에는 실패 기록이 없습니다.

3. 에너지 장비 분야에서: 가스 터빈 밀봉 링 중장비 가스 터빈의 고온 부식성 환경을 고려하여 Qingchuan은 4J50 Al₂ O 복합 코팅 밀봉 링을 개발했습니다. 0.3mm 두께의 고밀도 알루미나 코팅은 플라즈마 분사 기술에 의해 합금 기판의 표면에 형성되며, 이는 650 ℃ 및 10MPa 의 작동 조건에서 2000 시간에서 8000 시간으로 구성 요소의 내식성 수명을 연장하고 성공적으로 수입 제품을 대체하고 사용자의 구매 비용을 35% 줄입니다.

4. 기술 매개 변수 및 성능 비교

5. 기술 전망 및 개발 방향
Qingchuan New Materials는 세 가지 주요 기술 업그레이드를 추진하고 있습니다. 1) 열팽창 계수의 변동 범위를 0.2 × 10 으로 줄이기 위해 4J42-NiCo 새로운 저팽창 합금 개발./℃;2) 디지털 제련 작업장을 만들고 AI 알고리즘을 통해 VIM 용광로의 온도 필드를 실시간으로 제어하여 구성의 균일 성을 50% 향상시킵니다. 3) 정밀 부품 제조에 3D 인쇄 기술의 응용 프로그램을 확장하고 복잡한 구조 부품의 일회성 성형을 실현합니다. 2028 년까지 특수 합금의 연간 생산 능력은 2000 톤을 초과하여 고급 장비의 현지화를위한 강력한 재료 지원을 제공 할 것으로 예상됩니다.