I. Технический фон и отраслевые позиционирование

В качестве основного материала для прецизионной электронной упаковки и аэрокосмической промышленности сплавы с фиксированными расширяющими пленками железо-никеля соответствуют коэффициенту теплового расширения и стеклу/керамике, что напрямую влияет на надежность и срок службы устройства. Опираясь на преимущества местоположения зоны высокотехнологичного промышленного развития Чжэнчжоу, компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. специализируется на исследованиях, разработках и изготовлении высокочистых металлов и специальных сплавов. Ее линейка продуктов из железно-никелевого сплава с фиксированными расширами покрывает марки 4J29, 4J42, 4J50 и т. Д. Через вакуумную индукционную плавку (VIM) двойной процесс, ведущий в отрасли уровень однородности состава сплава ≤ 0,02% и содержание газа ≤ 10ppm.

II. Развертывание ключевых технологий и инновации в области технологических процессов

1. Режим оптимизации состава и термообработки

В ответ на ослабление прочности на изгиб сплава 4J50 в высокотемпературной среде, исследовательская группа Qingchuan скорректировала содержание никеля до 51,5%-52,5% и представила 0,2%-0,5% молибденового элемента для формирования усиленной фазы Ni3(Al,Ti). Экспериментальные данные показывают, что после отжига водорода при 900 ° C ± 20 ° C в течение 1 часа зерна сплава достигли величины 7 или более, прочность на растяжение при комнатной температуре была увеличена до 550 МПа, а уровень прочности 420 МПа оставался при высокой температуре 400 ° C, что на 15% больше, чем при традиционном процессе.

2. Процесс прецизионного формования и уплотнения

В области полупроводниковой упаковки Qingchuan использует технологию точного литья плавления для достижения совместного сжигания сплава 4J42 и глиноземной керамики. Контролируя скорость охлаждения ≤ 50 ℃/мин, разница в коэффициенте теплового расширения сплава и керамики ≤ 0,5 × 10 ⁻/℃, а скорость утечки после запечатывания составляет менее 1 × 10 ⁻ ¹ Па · м³/с. Требования к уплотнению. В типичном случае модуль спутниковой связи использует корпус из сплава Qingchuan 4J42. После 1000 циклов при температуре от-60 ° C до 450 ° C целостность конструкции поддерживается на уровне 99,2%.

3. Обработка поверхности и повышение коррозионной стойкости

В ответ на потребности в морской среде Цинчуань разработал трехслойный процесс композитного покрытия: нижний слой использует гальванический никель (толщина 5 мкм) для увеличения силы связывания, а промежуточный слой представляет собой химическое покрытие палладия (толщина 2 мкм), чтобы блокировать проникновение ионов хлорида. Петрафторэтилен (толщина 20 мкм). Испытание в солевом тумане показало, что после 500 часов испытаний на поверхности сплава не было точки коррозии, а твердость по Виккерсу (HV) снизилась только на 8%, что намного лучше, чем снижение отраслевого стандарта на 30%.

В-третьих, типичные случаи применения и проверка производительности

1. Пакет аэрокосмических датчиков

Инерциальная навигационная система ракеты использует корпус датчика из сплава Qingchuan 4J52, средний коэффициент линейного расширения которого находится в диапазоне 20-400 ℃ (9,8-11,0) × 10 ⁻/℃, а ошибка согласования с DM-308 мягкого стекла группы молибдена ≤ 0,3 × 10 ⁻/℃. После испытания на вибрацию грунта (частота 10-2000 Гц, ускорение 20 г) и испытания на горячий вакуум (циркуляция от-55 ° C до 125 ° C при давлении 10: Па) стабильность передачи сигнала устройства лучше, чем проектные требования на 12%.

2. Уплотнение окна лазера

В проекте мощного лазера на стыке между крышками из сплава Qingchuan 4J50 и кварцевого стекла используется активный процесс пайки, а припой представляет собой сплав Ag-Cu-Ti (содержание Ti 0,15%). После обнаружения фазы золота толщина межфазного реакционного слоя контролировалась на уровне 3-5 мкм, а прочность на сдвиг достигала 85 МПа, что на 40% больше, чем в традиционном процессе пайки. После непрерывной работы лазера в течение 5000 часов величина деформации сиденья окна ≤ 0,02 мм соответствует требованиям точности выравнивания оптической системы.

IV. Технические параметры и система стандартов

Qingchuan новый материал железо-никель-фиксировый расширенный сплав продукт строго соблюдает YB/T 5235-1993 технические стандарты, основные параметры следующие:

• Плотность: 8,12-8,25 г/см³
• Удельное сопротивление: 0.43-0.61μΩ · m
• Теплопроводность: 14,6-16,7 Вт/(м · ℃)
• Кюри: 480-520 ℃
• Размер кристаллов: ≥ 7 (стандарт ASTM E112)

Компания прошла сертификацию системы менеджмента качества ISO9001:2015, оснащенную спектрометром с прямым считанием, электронным зондом и другим аналитическим оборудованием для достижения полного отслеживания качества процесса от выплавки до готовой продукции.

V. Будущие технологические перспективы

С быстрым развитием коммуникаций 5G, квантовых вычислений и других областей, железно-никелевые сплавы с фиксировым расширением развиваются в направлении более высокой точности и более сложной структуры. Qingchuan New Material планирует инвестировать 20 миллионов юаней в фонды исследований и разработок, уделяя особое внимание следующим технологиям:

• Разработка сплавов серии 4JXX с градиентным распределением содержания никеля для достижения линейного регулирования коэффициента теплового расширения в диапазоне 10-400 ℃;
• Изучение процесса трехмерной печати лазерного плавления (SLM) и изготовление деталей конструкции, таких как полые лопатки турбины с охлаждающими каналами;
• Сотрудничая с Институтом технологического проектирования Академии наук Китая, он исследует технологию интенсификации нанокристаллов для повышения высокотемпературной прочности сплава до 1000 МПа.