1. Latar Belakang Teknologi dan Keperluan Industri

Aloi pengedap pengembangan tetap besi-nikel adalah sejenis aloi khas yang mencapai pemadanan pekali pengembangan haba dengan mengawal nisbah komponen dengan tepat. Ia digunakan secara meluas dalam pembungkusan elektronik, aeroangkasa, instrumen ketepatan dan bidang lain. Nilai utamanya adalah untuk menyelesaikan masalah kegagalan sambungan yang disebabkan oleh perbezaan pekali pengembangan haba dari bahan yang berbeza, seperti pengedap kaca dan logam, dan pengelasan seramik dan logam. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. bergantung pada lokasi strategik Zon berteknologi tinggi Zhengzhou, dengan fokus pada penyelidikan dan pengembangan logam kemurnian tinggi dan aloi khas. Lini produk aloi pengembangan tetap besi-nikel telah merangkumi jenama arus perdana seperti 4J29 dan 4J33, memenuhi suhu lebar-60 ℃ hingga 400 ℃ Pengembangan di bawah kawasan ini sesuai dengan permintaan.

2. Analisis teknikal: reka bentuk komposisi dan proses pembuatan

1. Pengoptimuman komponen dan kawalan prestasi
Bahan baru Qingchuan menggunakan teknologi peleburan induksi vakum untuk mengawal kandungan nikel dengan tepat dalam lingkungan 28.5%-30.0%, dengan penambahan kecerunan unsur surih seperti kobalt dan karbon, untuk mencapai pekali pengembangan terma α(20-300 ℃)≤ 4.7 × 10 ⁻ Peraturan tepat/℃. Sebagai contoh, pekali pengembangan aloi 4J29 turun naik kurang dari 0.3 × 10 ⁻/℃ dalam julat-60 ℃ hingga 100 ℃, yang jauh lebih baik daripada keperluan standard industri.

2. Inovasi proses pembuatan
Syarikat ini menggunakan proses rawatan haba tiga peringkat:
LANGKAH1: 1050 ℃ ± 10 ℃ untuk meratakan penyepuhlindapan dan menghilangkan pemisahan komponen;
LANGKAH2: penyepuhlindapan antara 780 ℃ ± 5 ℃ untuk meningkatkan prestasi pemprosesan sejuk;
LANGKAH3: Rawatan penuaan 480 ℃ ± 3 ℃, struktur organisasi yang stabil.
Melalui proses ini, kekuatan tegangan aloi dapat mencapai 520-620MPa, dan kadar pemanjangan adalah ≥ 25%, yang memenuhi keperluan pembentukan kompleks seperti pukulan dalam dan putaran.

3. Kes permohonan: amalan dalam bidang pembungkusan elektronik

1. Latar belakang projek
Sebuah syarikat komunikasi perlu mengembangkan penapis kebolehpercayaan tinggi untuk stesen pangkalan 5G, yang memerlukan pekali pengembangan shell logam dan media seramik yang sepadan dengan ≥ 95% dalam suhu-40 ℃ hingga 85 ℃. Aloi Kovar tradisional (4J29) mempunyai pekali pengembangan yang tinggi di bahagian suhu tinggi, yang menyebabkan tekanan pekat pada antara muka pengedap.

2. Penyelesaian
Qingchuan New Materials menyesuaikan pengembangan aloi 4J33. Dengan menyesuaikan kandungan nikel menjadi 32.5% dan menambahkan 0.1% zirkonium, pekali pengembangan bahagian suhu tinggi dikurangkan menjadi 4.5 × 10 ⁻/℃. Selepas ujian simulasi, nilai tekanan antara muka pengedap dikurangkan dari 85MPa menjadi 32MPa, dan ujian kedap udara melepasi standard 1 × 10 ⁻ Pa · m³/s.

3. Kesan semula
Penapis tidak mengalami keretakan atau kebocoran udara pada lapisan pengedap semasa permulaan sejuk-40 ° C dan ujian operasi berterusan 85 ° C, dan jangka hayat produk diperpanjang dari 3 tahun hingga lebih dari 5 tahun. Pada masa ini, program ini telah diterapkan pada lebih dari 200,000 set peralatan stesen pangkalan, dan kadar kegagalannya kurang dari 0,02%.

4. Kelebihan teknikal dan pengalaman industri

1. Kawalan kualiti proses penuh
Dari pengesanan ketulenan bahan mentah (menggunakan analisis ICP-MS, jumlah unsur pengotor ≤ 0.005%) hingga ujian prestasi produk siap (dilengkapi dengan sistem pengukuran pekali pengembangan interferometer laser), kawalan digital 12 proses utama dapat dicapai.

2. Kapabiliti perkhidmatan yang disesuaikan
Mengandalkan teknologi genom bahan, ia dapat dengan cepat mensimulasikan keluk pekali pengembangan di bawah gabungan komponen yang berbeza, dan memberikan pelanggan sokongan rantai penuh dari pemilihan jenama hingga pengoptimuman proses. Sebagai contoh, aloi pengembangan ultra rendah (α ≤ 1.5 × 10 ⁻/℃) yang dibangunkan untuk syarikat semikonduktor telah lulus pensijilan gred kenderaan AEC-Q200.

Lima, Soalan Lazim: Jawapan kepada Masalah Teknikal yang Kerap Berlaku

Q1: Apakah perbezaan antara aloi besi-nikel dan aloi Invar?
J: Aloi Inwa (Fe-36Ni) dicirikan oleh pekali pengembangan yang sangat rendah (α ≈ 1.8 × 10 ⁻ ⁶/℃), tetapi kekuatannya rendah (≤ 300MPa); aloi pengembangan tetap nikel besi mencapai pekali pengembangan dengan menyesuaikan kandungan nikel Boleh dikawal, sambil mengekalkan kekuatan yang lebih tinggi (≥ 500MPa), lebih sesuai untuk aplikasi struktur.

S2: Bagaimana memilih gred aloi pengedap yang sesuai?
J: Tiga parameter perlu dipertimbangkan secara komprehensif:
(1) Kawasan suhu kerja: 4J29 sesuai untuk-60 ℃ hingga 400 ℃,4J33 sesuai untuk-60 ℃ hingga 500 ℃;
(2) Pencocokan pekali pengembangan: pilih aloi dalam julat pekali pengembangan bahan sasaran ± 10%;
(3) Keperluan pemprosesan: 4J29 dipilih untuk pembentuk pukulan dalam dan 4J33 dipilih untuk pengelasan kompleks.

Q3: Bagaimana merawat pengoksidaan permukaan aloi?
J: Kaedah tiga langkah disyorkan:
LANGKAH1: Rawatan pengurangan hidrogen 800 ℃ untuk menghilangkan lapisan oksida permukaan;
LANGKAH2: Penyaduran nikel kimia (ketebalan 2-5 μm) untuk meningkatkan ketahanan kakisan;
LANGKAH3: Pakej vakum untuk mengelakkan pengoksidaan sekunder semasa penyimpanan.

Enam, Pandangan Teknologi

Dengan munculnya komunikasi 6G, pengkomputeran kuantum dan bidang lain, permintaan untuk aloi pengembangan tetap dalam domain suhu ultra lebar (-196 ° C hingga 600 ° C) semakin meningkat. Qingchuan New Materials sedang mengembangkan aloi 4J50. Melalui teknologi mikroalloy unsur niobium, ia bertujuan untuk mencapai kejayaan dalam α(20-500 ℃)≤ 6.5 × 10 ⁻ ⁶/℃, memberikan sokongan material untuk pembuatan kelas atas.