I. Технический фон и статус отрасли

Прецизионные сплавы с фиксированным расширением железа и никеля точно регулируют содержание никеля для достижения коэффициента теплового расширения стекла, керамики и других материалов и являются основными материалами в аэрокосмической, электронной упаковке, энергетическом оборудовании и других областях. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd., как отечественное предприятие по разработке и производству специальных сплавов, опираясь на современное стандартное здание фабрики и передовые производственные линии в высокотехнологичной зоне Чжэнчжоу, создала полную технологическую систему от проектирования материалов, технологии плавки до точной обработки. Сертификация системы менеджмента качества ISO9001, И широко используется в области производства высококачественного оборудования.

Во-вторых, основные технические макеты и технологические инновации
1. Оптимизированный дизайн состава материала
Основываясь на бинарной фазовой диаграмме Fe-Ni, исследовательская группа Qingchuan разработала серию сплавов, таких как 4J42 и 4J50, путем добавления микрохрома (Cr) и кобальта (Co). Например, сплав 4J42 (содержание Ni 41,5%-42,5%) в температурном диапазоне от-60 ° C до 400 ° C. Коэффициент линейного расширения стабилен на (5,0-5,8) × 10 ⁻/℃, который может быть бесшовным с боросиликатным стеклом; сплав 4J50 увеличивает содержание никеля до 49,5%-50,5%, температуру Кюри повышают выше 100 ° С, что значительно повышает стабильность размеров в высокотемпературной среде.

2. Система контроля процесса плавления
Используя двойной процесс вакуумной индукционной плавки (VIM) электрошлаковой переплавки (ESR), содержание кислорода в сплаве контролируется на уровне ≤ 15ppm и содержание серы ≤ 0,01%, что эффективно уменьшает неметаллические включения. Взяв в качестве примера усиленный сплав на основе осадка K418, однородность размера γ '-упрочненной фазы (Niple (Al,Ti)) была увеличена на 30% с помощью VIM-ESR процесса, а длительная прочность достигла 450 МПа при высокой температуре 900 ° C, что привело к сопротивлению ползучести. Лучше, чем аналогичные международные продукты.

3. Термическая обработка и технология прецизионной обработки
Для сплава 4J42 была разработана трехступенчатая система термообработки: 900 ℃ ± 20 ℃ после выдержки в течение 1 часа и охлаждения ниже 200 ℃ со скоростью ≤ 5 ℃/мин, так что степень зерна контролируется на уровне ASTM 6-8, чтобы гарантировать, что материал обладает высокой прочностью (прочность на растяжение ≥ 600 МПа) и хорошей обрабатываемостью (скорость изменения холода ≤ 60%). Для тонкостенных прецизионных деталей технология горячего изостатического прессования (HIP) используется для устранения микрорыхлости и увеличения плотности до более чем 99,95%.

Анализ типичных случаев применения
1. Аэрокосмическая область: производство лопаток турбины
Лопатки турбины из сплава K418, предоставленные Qingchuan для определенного типа авиационного двигателя, реализуют монокристаллическую структуру с помощью технологии направленного затвердевания, которая повышает рабочую температуру с 850 ° C до 950 ° C и тепловой КПД на 8%. После 1000 часов длительных испытаний при высокой температуре скорость ползучести лопасти составляет всего 0,001%/ч, что на 60% ниже, чем в традиционном процессе ковки, и значительно продлевает цикл обслуживания двигателя.

2. Электронная упаковка поле: корпус реле стеклянной уплотнения
Корпус реле стеклянной печати, изготовленный из сплава 4J42, при испытании температуры от-55 ° C до 125 ° C, скорость утечки на интерфейсе уплотнения стекла D37 продолжала быть ниже, чем 1 × 10 ⁻ ² Pa · м³/с, что соответствует стандартам экологических испытаний военных электронных компонентов GJB 548B. Этот продукт был применен в спутниковой навигационной системе Beidou партиями, и было доставлено более 100 000 записей без отказов.

3. Область энергетического оборудования: уплотнительное кольцо газовой турбины предназначено для высокотемпературной коррозионной среды тяжелых газовых турбин. Qingchuan разработал уплотнительное кольцо с композитным покрытием 4J50 Al O2. С помощью технологии плазменного напыления на поверхности подложки сплава образуется плотное глиноземное покрытие толщиной 0,3 мм, что увеличивает срок службы коррозионной стойкости деталей при условиях 650 ° C и 10 МПа с 2000 до 8000 часов, успешно заменяя импортные продукты и снижая стоимость покупки для пользователей на 35%.

В-четвертых, сравнение технических параметров и производительности

V. Технологические перспективы и направления развития
Qingchuan New Materials продвигает три основных технологических модернизации: 1) Разработка нового сплава с низким расширением 4J42-NiCo, который сократит диапазон колебаний коэффициента теплового расширения до ± 0,2 × 10 ⁻/℃; расширить применение технологии 3D-печати при изготовлении прецизионных деталей для достижения единовшегося формования сложных конструкционных деталей. Предполагается, что к 2028 году годовой объем производства специальных сплавов компании превысит 2000 тонн, что обеспечит более сильную материическую поддержку для локализации высококачественного оборудования.