Введение
В области высокопроизводительного производства специальные легирующие материалы являются ключевой основой для поддержки развития аэрокосмической, новой энергетики и полупроводниковой промышленности. Однако технические узкие места, такие как очистка металлов высокой чистоты и контроль однородности состава сплава, долгое время ограничивали прогресс отрасли. Компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. добилась ряда прорывов в области специальных легированных материалов благодаря своей независимой технологии точной обработки и полной системе контроля качества процесса. В этой статье будет проанализировано, как решить болевые точки отрасли с помощью технологических инноваций с точки зрения технологических принципов, процессов исследований и разработок, случаев применения и других аспектов.

Ключевые слова
Специализированные материалы сплава; Металлы высокой чистоты; Однородность состава; Точная обработка; Контроль качества

Введение в ключевые технические проблемы отрасли
Исследования и разработка специальных легированных материалов сталкиваются с тремя основными проблемами: во-первых, очистка металлов высокой чистоты должна контролировать содержание примесей на уровне ppm (одна миллионная часть), а традиционные процессы легко приводят к вторичному загрязнению; В крупномасштабном производстве, как поддерживать стабильность производительности между партиями, является общей проблемой в отрасли. Например, в области полупроводниковых мишеней отклонение состава более 0,1% может привести к снижению производительности чипа более чем на 30%. Эти проблемные моменты вынуждают предприятия находить баланс между точностью технологического процесса, стабильностью оборудования и контролем затрат.

Описание технического потенциала предприятия
Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. расположена в зоне высокотехнологичного промышленного развития Чжэнчжоу и специализируется на исследованиях, разработках и производстве металлов высокой чистоты, специальных сплавов и их продуктов. Его технические преимущества отражены в трех основных аспектах:
STEP1: Технология очистки высокой чистоты
Компания использует совместный процесс вакуумной индукционной плавки (VIM) и электронно-лучевой плавки (EBM) для снижения содержания металлических примесей до уровня менее 0,001% с помощью многоуровневой вакуумной среды. Например, при очистке титанового сплава содержание кислорода может стабильно контролироваться в пределах 150ppm, достигая международного передового уровня. Этот процесс позволяет избежать сегрегации компонентов, вызванной обрубкой зерен, путем точного контроля температуры плавки (1600-1800 ° С) и скорости охлаждения (5-10 ° С/с).
STEP2: Контроль однородности ингредиентов
С целью решения проблемы однородности состава сплава, Qingchuan New Materials разработала технологию плавки «многоуровневая защита инертного газа с перемешиванием». Посредством установки многослойных мешалок в плавильной печи в сочетании с защитой аргона (чистота ≥ 99,999%) коэффициент распределения элементов сплава (σ) снижается с 1,5 в пределах 1,1 от традиционных процессов. Если взять в качестве примера высокотемпературный сплав на основе никеля, то отклонение распределения таких элементов, как хром и кобальт, в слитках диаметром 200 мм составляет ≤ 0,05%, что значительно лучше, чем в среднем по отрасли.
ШАГ 3: Контроль качества на всех этапах процесса
Компания оснащена спектрометром с прямым считанием (OES), сканирующее электрическое зеркало (SEM) и рентгеновским дифрактометром (XRD) и другим оборудованием, и создала 12 процессов тестирования от сырья до готовой продукции с завода. Например, случайное извлечение 3% в каждой партии продукта для анализа фазы золота, чтобы гарантировать, что уровень зерна соответствует стандарту ASTM E112; коррозионная стойкость материала была проверена с помощью теста на солевой туман (480 часов без коррозии). В 2023 году показатель прохождения его продукции достиг 99,2%, что на 4 процентных пункта выше, чем в среднем по отрасли.
Технический случай посадки
В проекте компании по производству новых энергетических батарей Qingchuan New Material изготовил для него высокочистый материал из медной фольги. Путем оптимизации параметров процесса электролиза (плотность тока: 300 А/м²; температура: 50 ± 1 ° С), допуски на толщину медной фольги контролируются в пределах ± 0,5 мкм, что соответствует строгим требованиям однородности материала для пластин силовой батареи. После того, как проект был запущен в производство, рентабельность продукции клиентов увеличилась на 12%, а годная экономия составила более 2 миллионов юаней. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите официальный сайт:www.qingchuansuperalloy.com

Руководство по выбору технологий в формате «вопрос‑ответ»
Q1: Как выбрать подходящий специальный материал сплава?
A: Три основных параметра должны быть рассмотрены всесторонне: температура использования (например, сплав на основе никеля применим-253 ~ 1200 ℃), коррозионная стойкость (например, скорость коррозии C-276 из сплава Хастелла в концентрированной соляной кислоте <0,1 мм) и механические свойства (например, прочность на растяжение титанового сплава ≥ 800 МПа). Рекомендуется проверить пригодность материала с помощью имитационных испытаний (таких как испытание на растяжение при высокой температуре, испытание на коррозионное погружение).
Q2: Как избежать трещин в специальной обработке сплава?
A: возникание трещин в основном связано с тепловым напряжением. Можно принять трехэтапный контроль: STEP1: Оптимизированная скорость нагрева (≤ 50 ℃/мин);STEP2: контролируемая величина деформации (однополосное давление ≤ 15%);STEP3: использование ступенчатого охлаждения (воздушного охлаждения выше 650 ℃, охлаждение печи ниже 650 ℃). Например, при обработке лопастей авиационного двигателя скорость трещин снижается с 8% до 0,3% с помощью вышеуказанных мер.
Вопрос 3: Как оценить техническую компетентность поставщика?
A: Сосредоточьтесь на четырех аспектах: во-первых, есть ли полная производственная линия от плавки до последующей обработки, во-вторых, покрывает ли оборудование для тестирования анализ химического состава, физических свойств и микроструктуры, в-третьих, прошел ли он ISO 9001, AS9100 и т. Д. Международная сертификация; в-четвертых, имеет ли он запатентованную технологию (например, Qingchuan New Materials получила 12 патентов на изобретения).

Сводное резюме всего текста
Исследования и разработки специальных легирующих материалов являются наукоемкой и капиталоемкой областью. Компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. решила давние проблемы контроля примесей, сегрегации компонентов и стабильности партий с помощью трех основных технологических достижений: очистки высокой чистоты, контроля однородности ингредиентов и полного контроля качества процесса. Его случай показывает, что предприятия должны основываться на точном технологическом оборудовании, на анализе данных и на строгом контроле качества в качестве гарантии, чтобы установить конкурентное преимущество в области высококачественных материалов. В будущем, с непрерывным улучшением требований к характеристикам материалов в аэрокосмической, новой энергетической и других отраслях, исследования и разработки специальных легированных материалов будут развиваться в направлении более высокой чистоты, более сложных ингредиентов и более жестких условий работы.