1. 소개: 철-니켈 고정 팽창 밀봉 합금의 기술적 가치.

철-니켈 고정 팽창 밀봉 합금은 니켈 함량의 정확한 제어를 통해 유리, 세라믹 및 기타 재료의 열팽창 계수와 일치 할 수있는 특수 합금의 일종으로 전자 포장, 항공 우주, 에너지 전력 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 핵심 특성에는 매우 낮은 열팽창 계수, 우수한 밀봉 성능 및 고온 안정성이 포함됩니다. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. 는 고순도 금속 및 특수 합금의 연구 개발 및 제조를 전문으로하는 기업으로 정저우 하이테크 산업 개발구의 위치 이점에 의존하여 풀 체인 기술을 구축합니다. 재료 디자인을 다루는 시스템, 제련 공정 및 정밀 가공, 철-니켈 고정 팽창 합금의 국내 대체에 대한 주요 지원을 제공합니다.

2. 기술 레이아웃: 재료 설계에서 프로세스 제어까지 체계적인 혁신

1. 재료 구성 최적화
Qingchuan New Material은 니켈 함량 (44.5-52.5) 및 미량 탄소 (≤ 0.05), 망간 (≤ 0.80) 및 기타 원소의 비율을 조정하여 4J42, 4J45, 4J50, 4J52 및 기타 일련의 합금을 개발했습니다. 예를 들어 4J52 합금을 사용하면 니켈 함량이 51.5-52.5 로 제어되고 평균 선형 팽창 계수는 20-300 ℃의 온도 범위에서 9.8-11.0 × 10 에 도달합니다. 이는 부드러운 납 유리의 열팽창 계수와 매우 일치하며 밀봉 인터페이스의 열 응력을 크게 줄입니다.

2. 제련 공정 혁신
진공 유도 용융 (VIM) 전기 슬래그 재 용융 (ESR) 이중 공정은 가스 및 내포물의 함량을 효과적으로 제어하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 4J50 합금의 생산에서, 산소 함량은 VIM 공정을 통해 15ppm 미만으로 감소되고, 용융물은 ESR 공정과 함께 추가로 정제되어 합금의 순도가 국제 선진 수준에 도달한다. 이 공정은 밀봉 공정에서 기공 결함을 감소시키고 재료의 소형화를 개선할 수 있다.

3. 열처리 시스템 최적화
다른 응용 시나리오에 대해 새로운 소재는 차별화 된 열처리 프로그램을 개발했습니다. 4J45 합금을 예로 들어, 표준 열처리 시스템은 수소 대기에서 900 ℃ 20 ℃로 가열되고, 1 시간 동안 유지 한 후 ≤ 5 ℃/분의 속도로 200 ℃ 이하로 냉각됩니다. 이 시스템은 입자 크기를 ASTM 8-10 으로 정제하고 재료의 딥 드로잉 및 스트레칭 성능을 향상 시키며 복잡한 구조 부품의 가공 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

3. 응용 프로그램 실습: 실험실에서 산업화에 기술 착륙

1. 항공 우주: 터빈 블레이드 밀봉
특정 유형의 에어로 엔진 터빈 블레이드의 제조에서 Qingchuan New Material이 제공하는 4J50 합금은 디자인을 세라믹 코어와 일치시켜 블레이드 캐비티 냉각 채널의 정밀 성형을 실현합니다. 테스트 후, 재료는 여전히 850 ℃의 고온에서 0.2 항복 강도 ≥ 350MPa 를 유지하고 세라믹 코어로부터의 열팽창 계수의 편차는 1.5 × 10 이하이며 밀봉 인터페이스에서 균열 위험이 효과적으로 회피된다. 현재이 프로그램은 수입 된 재료를 대체하여 단일 엔진 비용을 28% 줄였습니다.

2. 전자 포장 분야: 매우 신뢰할 수있는 칩 캐리어
잘 알려진 전자 부품 제조업체의 요구에 부응하여 Qingchuan New Materials는 4J42 합금을 기반으로 한 칩 캐리어를 개발했습니다. 합금의 니켈 함유량 (42%-43%) 을 최적화함으로써, 열팽창 계수와 실리콘 칩 (3.2 × 10) 사이의 매칭 정도가 40% 향상된다. 실제 응용 프로그램은-40 ℃에서 125 ℃까지의 온도 사이클 테스트에서이 재료를 사용하는 칩의 고장률이 31% 감소하여 제품의 수명을 크게 연장한다는 것을 보여줍니다.

3. 에너지 및 전력 분야: 가스 터빈 밀봉 링
중장비 가스 터빈 용 밀봉 링 제조에서 Qingchuan New Material은 HIP (고온 등압 압착) 기술과 결합 된 4J52 합금을 사용하여 재료 내부의 미세한 다공성 (다공성 ≤ 0.1%) 을 제거합니다. 10000 시간의 고온 내구 시험 후, 650 ℃ 및 200MPa 의 조건 하에서 밀봉 링의 크리프 파열 수명은 1200 시간에 도달하여 유사한 제품의 국제 수준에 도달하여 국내 가스 터빈의 자율성에 대한 핵심 재료 보증을 제공합니다.

4. 기술 장점: 단일 재질에서 시스템 솔루션으로 업그레이드

1. 전체 프로세스의 품질 관리 능력
Qingchuan New Materials에는 스펙트럼 분석, 금속 테스트 및 기계 성능 테스트를 포함하는 완전한 실험실이 있으며, 재료 구성, 입자 크기 및 밀봉 공기 기밀을 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다. 예를 들어, 4J50 합금의 생산에서, 니켈 함량의 검출 정확도는 레이저 회절 방법에 의해 ± 0.02% 로 향상되어 재료의 각 배치의 성능 안정성을 보장한다.

2. 맞춤형 서비스 기능
고객의 요구에 따라 Qingchuan New Materials는 재료 선택, 금형 설계에서 후 처리에 이르기까지 전체 프로세스 서비스를 제공 할 수 있습니다. 자동차 터보 차저 임펠러 프로젝트를 예로 들어, 회사는 4J48 합금 (0.6-0.7) 의 망간 함량을 조정하여-40 ℃ ~ 400 ℃의 온도 범위에서 열 피로 수명을 25% 증가시켜 고객의 요구를 충족시켰다. 고속 및 고온 조건.

3. 산업-대학-연구 협력 혁신
Qingchuan New Materials는 고온 합금의 강화 및 강화 메커니즘에 초점을 맞추기 위해 정저우 대학 및 중국 과학 아카데미의 공정 공학 연구소와 공동 실험실을 설립했습니다. 예를 들어, 나노 스케일 γ' 상 (Ni (Al,Ti)) 강화 기술의 도입을 통해 750 ℃에서 4J50 합금의 내구성 강도는 기존 공정보다 18% 높은 380MPa 로 증가합니다. 관련 성과는 3 개의 발명 특허에 적용되었으며 "고온 합금 재료에 대한 응용 가이드" 의 산업 표준에 통합되었습니다.

5. 결론: 재료 혁신으로 하이 엔드 제조 업그레이드 주도

다른 재료를 연결하는 "다리" 로서 철-니켈 고정 팽창 밀봉 합금의 성능은 하이 엔드 장비의 신뢰성과 수명을 직접 결정합니다. 재료 설계, 공정 제어 및 응용 서비스의 체계적인 혁신을 통해 Qingchuan New Materials는 이러한 종류의 합금의 국내 대체를 실현 할뿐만 아니라 항공 우주, 전자 포장, 에너지 전력 및 기타 분야에서 대규모 응용 프로그램을 촉진합니다. 미래에는 재료의 열팽창 계수의 매칭 정확도와 고온 안정성이 더욱 향상됨에 따라 신소재는 첨단 제조를위한 더 나은 재료 솔루션을 제공하기 위해 기술의 연구 개발을 계속 심화시킬 것입니다.