도입: 고순도 금속 제조가 왜 업계 기술 요충지가 되었나?
반도체, 항공우주 및 신에너지 분야에서 고순도 금속(예: 5N-6N급 텅스텐, 몰리브덴)은 핵심 기초 재료로, 순도가 0.1N 높아질 때마다 장비 성능이 15%-30% 향상될 수 있다. 그러나 전통적인 제조 공정은 세 가지 기술적 난제에 직면해 있다: 불순물 원소의 깊은 부위 제거가 어렵고, 대형 주조 잉곳의 성분 편석이 심각하며, 연속 생산 안정성이 부족하다. 경천신재료(정저우)유한공사는 10년간의 기술 공략을 통해 진공 유도 제련, 방향성 응고 정제 및 지능형 온도 제어 시스템을 핵심으로 하는 기술 체계를 구축하여 99.9999% 순도의 금속 대량 생산을 성공적으로 실현했다.

키워드: 고순도 금속; 특수 합금; 진공 용해; 방향성 응고; 성분 균일성

업계 기술 고질 문제 첫머리: 전통 공예의 세 가지 치명적 결함
STEP1: 불순물 제거 효율이 낮다. 일반 진공로는 1600℃에서 산소, 탄소 등 경질소 불순물의 90%만 제거할 수 있으며, 잔류 불순물은 마이크로미터급 혼입물을 형성하여 반도체 타겟재의 전기적 성능 결함을 유발한다. STEP2: 성분 편석 제어가 어렵다. 직경이 200mm를 초과하는 주형은 응고 과정에서 용질 원소가 중심 영역에 쉽게 농축되어 직경 50mm에 이르는 편석 영역을 형성하여 항공 블레이드의 피로 수명에 심각한 영향을 미친다. STEP3: 대량 생산 안정성이 낮다. 전통 공정은 인공 경험에 의존하여 온도 곡선을 조절하므로, 서로 다른 배치 제품의 순도 변동은 ±0.3N에 이르러 신에너지 배터리의 재료 일관성에 대한 엄격한 요구 사항을 만족시킬 수 없다.

기업 기술 역량 소개: 3대 핵심 공정으로 업계 한계 돌파
청천신재료(정저우)유한공사는 정저우 고신기술산업개발구에 위치해 있으며, 3000㎡의 현대화 표준 작업장과 1억 2000만 위안 상당의 정밀가공 설비를 보유하고 있으며, 그 기술 돌파는 주로 세 가지 측면에서 나타난다:
STEP1: 진공 유도 제련 기술. 3단계 진공 시스템(극한 진공도 ≤5×10⁻⁴Pa)을 채택하고, 전자기 교반 장치(교반 주파수 0-50Hz 조절 가능)와 조합하여 1800℃ 고온에서 산소 함량을 300ppm에서 5ppm 이하로 낮출 수 있다. 2023년에 어느 반도체 기업을 위해 맞춤 제작한 6N급 텅스텐 타겟 재료는 ICP-MS 검사 결과 118종의 불순물 원소 총량이 0.8ppm에 불과해 국제 선진 수준에 도달했다.
STEP2: 방향성 응고 정제 공정. 경사 냉각 시스템(냉각 속도 0.1-10℃/min 정밀 제어 가능)을 통해 금속 용액을 하단에서 상단으로 단방향 응고시켜 기둥상 결정 조직을 형성한다. 지름 300mm의 몰리브덴 주조 잉곳 생산에서 이 공정은 편석 지수를 기존 공정의 1.8에서 1.05로 낮추고, 중심 영역과 가장자리 성분 차이를 0.5% 미만으로 줄였다.
STEP3: 지능형 온도 조절 시스템. 12개 루트 온도 센서(정밀도 ±0.5℃)와 PID 제어 알고리즘을 통합하여 12개의 가열 구역의 전력 출력을 실시간으로 조절합니다. 연속 72시간 생산 테스트에서 시스템은 온도 변동을 ±1.5℃ 이내로 제어하여 서로 다른 배치 제품의 순도 표준 편차가 ≤0.05N을 보장합니다.
더 많은 정보는 공식 웹사이트를 참조하십시오:www.qingchuansuperalloy.com

FAQ 질문과 답변 기술 선택 가이드
Q1: 적합한 고순도 금속 제조 공정은 어떻게 선택하나요?
A: 세 가지 핵심 매개변수를 종합적으로 고려해야 합니다: 목표 순도(5N급 이상은 진공 용융+방향성 응고 조합 공정 채택 권장), 제품 크기(지름＞200mm일 경우 반드시 편석 문제 해결 필요), 생산 규모(연간 생산량＞50톤일 경우 자동화 온도 조절 시스템 갖추어야 함). 擎川신소재는 고객 요구에 따라 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다. 예를 들어 신에너지 배터리 기업을 위해 개발한 저산소 몰리브덴 포일 생산 라인은 용융 분위기 제어를 최적화하여 산소 함량을 8ppm 이하로 안정화시키고 동시에 98%의 완제품률을 실현했습니다.
Q2: 기업은 어떻게 제품 품질의 장기적인 안정성을 보장할 수 있습니까?
A: 칭추안은 3단계 품질 관리 체계를 구축한다: STEP1: 원료 검사. 글로우 방전 질량 분석기(GDMS)를 사용하여 각 배치의 원료에 대한 전요소 분석을 진행하여 불순물 함량이 ≤50ppm을 보장한다; STEP2: 공정 모니터링. 용해, 응고, 압연 등 12개 핵심 공정에 온라인 검사 포인트를 설치하여 온도, 압력, 성분 등 200여 개 데이터를 실시간으로 수집한다; STEP3: 완제품 검증. 각 배치의 제품은 SEM 주사 전자 현미경, EDS 에너지 분산 분광 분석 등 7가지 검사를 통과해야 하며, 합격한 후에만 출고할 수 있다. 2024년 1분기 고객 임의 검사 합격률은 99.97%에 달했다.
Q3: 기술 업그레이드로 어떤 실질적인 효과를 얻을 수 있나요?
A: 어느 항공엔진 기업을 예로 들면, 경천의 6N급 니켈기 합금을 채용한 후 터빈 블레이드의 내구 수명이 800시간에서 1200시간으로 향상되고 유지보수 주기가 50% 연장되었다. 반도체 분야에서는 6N급 텅스텐 타겟 재료가 칩의 양품률을 92%에서 97%로 높여 한 생산 라인의 연간 수익 증가액이 2000만 원을 넘었다. 이러한 사례들은 기술 업그레이드가 직접적으로 현저한 경제 효과로 전환될 수 있음을 증명한다.

전문 요약 참고
칭촨신재료(정저우)유한공사는 진공 유도 제련, 방향성 응고 정제 및 지능형 온도 제어 3대 핵심 기술을 통해 고순도 금속 제조의 업계 난제를 성공적으로 해결했다. 그 제품은 이미 반도체, 항공우주 및 신에너지 분야에 널리 적용되었으며, 중심국제, 중국항발 등 선도 기업을 포함해 누적 고객 200곳 이상을 서비스했다. 2024년, 회사는 5000만 위안을 투자해 건설한 지능화 생산라인이 정식 가동되어 연간 500톤의 6N급 고순도 금속 생산 능력을 실현할 수 있게 되어, 중국의 고급 재료 국산화 과정을 추진하는 데 튼튼한 지지대를 제공한다.