Latar Belakang Teknologi dan Keperluan Industri

Aloi ketepatan pengembangan tetap besi-nikel ialah sejenis bahan fungsi yang mencapai pekali pengembangan haba tertentu melalui kawalan tepat nisbah komposisi, digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, instrumen ketepatan, pembungkusan semikonduktor dan sebagainya. Cabaran utamanya ialah bagaimana untuk mencapai turun naik pekali pengembangan kurang daripada ±2×10⁻⁶/℃ dalam julat suhu -50℃ hingga 300℃ melalui pengoptimuman komposisi dan kawalan proses, serta memenuhi keperluan prestasi kekuatan tinggi, rintangan kakisan dan sebagainya. Qinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. bergantung pada kelebihan lokasi strategik Zona Teknologi Tinggi Zhengzhou, berjaya memecahkan halangan teknologi dalam bidang ini melalui teknologi peleburan induksi vakum yang dibangunkan secara bebas dan proses penggulungan ketepatan, menjadi salah satu daripada beberapa syarikat di dalam negara yang mempunyai keupayaan pengeluaran proses penuh.

Analisis Teknikal: Reka Bentuk Komposisi dan Kawalan Proses

Paduan besi-nikel dengan pengembangan tetap dari Qinchuan New Materials berasaskan formula asas Fe-36Ni (36% kandungan nikel), meningkatkan kestabilan suhu tinggi bahan melalui penambahan kobalt dalam jumlah kecil (0.5%-1.2%) dan molibdenum (0.2%-0.8%). Proses terasnya termasuk:

LANGKAH 1: Peleburan Induksi VakumMenggunakan relau induksi vakum kelas 100kg, peleburan dilakukan dalam persekitaran vakum 10⁻³Pa, mengurangkan inklusi oksida melalui perlindungan gas inert untuk memastikan keseragaman komposisi ≤0.05%. Suhu peleburan dikawal pada 1600℃±10℃, dengan masa pengekalan selama 45 minit untuk memastikan pengedaran unsur aloi yang menyeluruh.

STEP2: Penempaan Presisi dan Rawatan HabaSebelum penggulungan, ingot perlu dipanaskan hingga 1200°C untuk penempaan homogenisasi, kemudian digulung secara sejuk melalui beberapa kali proses penggulungan menggunakan mesin penggulung boleh balik empat rol, dengan jumlah deformasi ≥80%. Akhirnya, proses penempaan dua peringkat digunakan: peringkat pertama 650°C × 4 jam untuk menghilangkan pengerasan kerja, peringkat kedua 480°C × 8 jam untuk menstabilkan pekali pengembangan.

LANGKAH 3: Pemeriksaan Prestasi dan Kawalan KualitiSetiap batch produk perlu melalui ujian koefisien pengembangan menggunakan interferometer laser, dengan titik suhu ujian termasuk -50℃, 25℃, 150℃, 300℃, yang memerlukan penyimpangan koefisien pengembangan setiap titik ≤1.5×10⁻⁶/℃. Pada masa yang sama, ujian tegangan (kekuatan tegangan ≥520MPa), ujian lenturan (sudut lenturan ≥90° tanpa retak) dan ujian kabus garam (480h tanpa kakisan) perlu dilakukan untuk memastikan prestasi komprehensif.

Contoh Praktikal: Aplikasi Penyokong Pembungkusan Semikonduktor

Sebuah syarikat semikonduktor memerlukan sekumpulan rak untuk pembungkusan cip berkuasa tinggi yang disesuaikan, dengan keperluan bahan mempunyai pekali pengembangan yang sepadan dengan substrat seramik (α=6.5×10⁻⁶/℃) dalam julat -40℃ hingga 200℃, serta memenuhi kadar pengaliran haba ≥15W/(m·K). Qingchuan New Materials berjaya membangunkan produk tersuai dengan pekali pengembangan α=6.3×10⁻⁶/℃ dan kadar pengaliran haba 16.2W/(m·K) melalui pelarasan formula (Fe-34Ni-1Co-0.5Mo) dan parameter proses (jumlah deformasi rolling 85%, suhu anil 630℃×3h). Selepas diuji oleh pelanggan, bahan tersebut menunjukkan perubahan jurang antara rak dan substrat ≤0.02mm selepas 1000 kitaran dalam julat -40℃ hingga 200℃, meningkatkan kebolehpercayaan cip secara ketara.

Kelebihan Teknologi dan Susun Atur Industri

Kelebihan teknologi Qingchuan New Materials tercermin dalam tiga aspek: Pertama, keupayaan kawalan keseluruhan proses, dari bahan mentah dengan ketulenan tinggi (ketulenan nikel ≥99.99%) hingga pengujian produk siap dilakukan secara bebas; Kedua, keupayaan pengeluaran fleksibel, boleh bertindak balas dengan cepat terhadap permintaan kustomisasi pelanggan, dengan kuantiti minimum 50kg; Ketiga, sistem kawalan kualiti yang ketat, lulus pensijilan ISO 9001:2015, kadar produk tidak berkualiti ≤0.2%. Pada masa ini, aloi pengembangan tetap besi-nikelnya telah digunakan dalam sistem kawalan haba kenderaan angkasa, sokongan instrumen optik tepat, penapis komunikasi 5G, dan sebagainya, dengan kapasiti pengeluaran tahunan mencapai 200 tan, melayani pelanggan yang meliputi kawasan Delta Sungai Yangtze, Delta Sungai Mutiaraperlisa dan kawasan Chengdu-Chongqing.

FAQ: Jawapan kepada Soalan Teknikal Lazim

Q1: Bagaimanakah untuk menyesuaikan pekali pengembangan aloi pengembangan tetap besi-nikel?A: Terutamanya dicapai melalui pelarasan kandungan nikel (32%-42%) dan penambahan unsur-unsur aloi mikro (seperti kobalt, molibdenum). Setiap peningkatan 1% kandungan nikel, pekali pengembangan meningkat sekitar 1×10⁻⁶/℃; kobalt boleh meningkatkan kestabilan suhu tinggi, molibdenum boleh memperhalus butir kristal.

Q2: Bagaimana untuk mengelakkan fluktuasi pekali pengembangan semasa proses pemprosesan?A: Kuncinya ialah mengawal jumlah deformasi rolling dan proses anil. Kekurangan jumlah deformasi akan menyebabkan butiran kasar dan pekali pengembangan tidak stabil; suhu anil yang terlalu tinggi atau masa yang tidak mencukupi akan menyebabkan sisa tegasan dalaman, yang mempengaruhi prestasi suhu rendah. Disarankan untuk menggunakan cold rolling berbilang lepas (jumlah deformasi lepas tunggal ≤15%) dan anil berperingkat (contohnya 650℃×2h+480℃×6h).

Q3: Bolehkah bahan ini digunakan dalam persekitaran yang sangat berkaitan dengan kakisan?A: Keupayaan ketahanan korosi kabus garam neutral aloi Fe-36Ni standard adalah kira-kira 480 jam. Jika ketahanan korosi yang lebih tinggi diperlukan, tahap perlindungan boleh ditingkatkan melalui penyaduran nikel permukaan (ketebalan ≥5μm) atau menggunakan formula Fe-36Ni-1.5Cr (ujian kabus garam ≥1000 jam).