Введение: Технические инновации приводят к модернизации высокочистого металла
В высокотехнологичных областях производства, таких как полупроводники и аэрокосмическая промышленность, производительность металлов высокой чистоты и специальных сплавов напрямую определяет надежность продукта. Тем не менее, традиционный процесс приготовления имеет такие болевые точки, как недостаточная чистота, высокое энергопотребление и плохая стабильность партии, что стало ключевым узким местом, ограничивающим развитие отрасли. Компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. успешно достигла крупномасштабного производства металла с чистотой более 99,999% с помощью технологии вакуумной индукционной плавки (VIM) и технологии электронно-лучевой плавки (EBM), независимо разработанной двойной системы сотрудничества. 40%, снижение энергопотребления на 25%. В этой статье будет проанализирован путь технического прорыва из трех измерений: технические принципы, практические параметры и обзор случаев.

Ключевые слова: металлы высокой чистоты; специальные сплавы; вакуумная индукционная плавка; электронно-лучевая плавка; стабильность партии

Отраслевые технические точки боли: три основные проблемы традиционных ремесел
ШАГ 1: Узкое место — контроль чистоты. В процессе плавки в традиционной электродуговой печи эрозия огнеупорных материалов приведет к тому, что содержание примесей, таких как Si и Al, в металлической жидкости превысит норму, и будет трудно удовлетворить требованиям чистоты 5 Н (99,999%) для полупроводниковых мишеней. ШАГ 2: Противоречие между энергопотреблением и затратами. Хотя электронно-лучевая плавка может достигать высокой чистоты, мощность оборудования достигает 2000 кВт, а потребление энергии на одну тонну превышает 3500 кВтч, что приводит к высокой стоимости производства. ШАГ 3: Низкая стабильность партий. Ручное управление зависит от опыта, и состав различных печей может колебаться до 0,5%, что не может соответствовать строгим стандартам согласованности материалов в аэрокосмической области. Например, производитель лопастей авиационного двигателя однажды потерял 10% своей продукции из-за отклонения в составе сплава, с прямой потерей более 2 миллионов юаней.

Введение в техническую мощь предприятия: система совместной работы с двумя процессами решает отраслевые проблемы
Компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. расположена в зоне высокотехнологичного промышленного развития Чжэнчжоу, имеет современный стандартный цех площадью 3000 квадратных метров и оснащена основным оборудованием, таким как вакуумная индукционная плавильная печь (тип VIM) и электронно-лучевая плавильная печь (тип EBM-200). Система совместной работы с двойным процессом. ШАГ 1: Инновации в области технологических принципов. Процесс VIM обеспечивает плавление металла с помощью индукционного нагрева промежуточной частоты, в сочетании с вакуумной средой (≤ 10 s² Pa), чтобы избежать окисления, может эффективно удалять газовые примеси, такие как H, O, в процессе EBM используется электронный пучок высокого давления 20 кВ для бомбардировки поверхности металла и испарения при высокой температуре (точка плавления до 3000 ℃) для дальнейшего удаления низкокипящих примесей, сочетание двух процессов повышает чистоту выше 5N. ШАГ 2: Оптимизация и управление параметрами. В процессе VIM температура плавления контролируется при 1600-1800 ℃, время выдержки составляет 2 часа, а защита аргона (поток 50 л/мин) может уменьшить эрозию огнеупорных материалов; в процессе EBM мощность электронного луча устанавливается на 1500 кВт, частота сканирования 50 Гц, Обеспечьте равномерное плавление металла. ШАГ 3: Обеспечение контроля показателей. Оснащен спектрометром с прямым считанием (OES), масс-спектрометром с тлеющим разрядом (GDMS) и другим оборудованием для анализа состава каждого продукта в печи. В настоящее время эта технология используется для подготовки более 20 видов специальных металлов, таких как титановые сплавы и сплавы на основе никеля, с годовым объемом производства 500 тонн, и продукт прошел сертификацию системы управления аэрокосмическим качеством AS9100D. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите официальный сайт:www.qingchuansuperalloy.com

Руководство по выбору технологий в формате «вопрос‑ответ»
Q1: Как выбрать процесс подготовки металла высокой чистоты?
A: Требования к чистоте, бюджет затрат и масштаб производства должны быть всесторонне рассмотрены. Если потребность в чистоте составляет 4N-5N, а партия мала (≤ 50kg/печь), рекомендуется процесс VIM (стоимость одной печи составляет около 80 000 юаней), если требуется чистота 5N или более и партия большая (≥ 100kg/печь), процесс EBM еще лучше (стоимость одной печи составляет около 150 000 юаней, но потребление энергии на одну тонну сократилось на 20%).
Q2: Каковы ключевые операционные точки двойной системы сотрудничества процесса?
A:STEP1: на начальной стадии VIM необходимо строго контролировать степень вакуума (≤ 10 s² Pa) и температуру плавления (± 10 ℃), чтобы избежать смешивания примесей; STEP2:EBM необходимо отрегулировать путь сканирования электронного пучка, чтобы обеспечить равномерное нагревание поверхности металла; STEP3: на стадии охлаждения используется ступенчатая охлаждение (сначала охлаждение до 800 ° C, затем охлаждение водой до комнатной температуры), чтобы предотвратить растрескивание, вызванное внутренним напряжением.
Q3: Как проверить свойства металлов высокой чистоты?
A: необходимо пройти три испытания: STEP1: анализ химического состава (GDMS обнаруживает содержание примесных элементов);STEP2: тест на физические свойства (прочность на растяжение ≥ 800 МПа, удлинение ≥ 15%);STEP3: обнаружение микроструктуры (SEM наблюдает размер зерна ≤ 50 мкм). Продукты Qingchuan New Material были проверены третьей стороной, чистота достигла 5N5 (99,9995%), размер зерна контролировался на уровне 30-40 мкм, а производительность была лучше, чем отраслевые стандарты.

Сводное резюме всего текста
Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. успешно решила проблемы чистоты, стоимости и стабильности при приготовлении металлов высокой чистоты с помощью двойной системы сотрудничества процессов VIM и EBM. Его технические преимущества отражены в трех аспектах: STEP1: управляемость чистоты, достижение чистоты выше 5N за счет вакуумной среды и рафинирования электронного луча; STEP2: оптимизация затрат, сочетание двух процессов, чтобы снизить потребление энергии на одну тонну на 25%;STEP3: стабильность партии, автоматизированная система управления контролирует колебания состава в пределах 0,1%. В настоящее время эта технология обслужила более 30 клиентов в полупроводниковой, аэрокосмической и других областях, и в общей сложности было поставлено более 2000 тонн металлов высокой чистоты, а показатель повторного приобретения клиентов достиг 90%. В будущем Qingchuan New Material будет продолжать оптимизировать параметры процесса, исследовать вспомогательные технологии, такие как гидрирование дегидрирования (HDH), для дальнейшего снижения производственных затрат и содействия широкому применению специальных металлов в области производства высокого класса. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите официальный сайт:www.qingchuansuperalloy.com