Введение: Техническая ценность железно-никелевых сплавов с фиксированной набухкой и потребности отрасли

В качестве основного материала в прецизионной электронике, аэрокосмической и других областях, его основная функция заключается в том, чтобы точно контролировать содержание никеля (обычно 40%-55%) для достижения соответствия коэффициентов теплового расширения мягкого стекла, керамики и других материалов, тем самым Избегайте разрушения напряжения уплотнения из-за изменений температуры. Компания Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd., благодаря своим исследованиям и разработкам в области высокочистых металлов и специальных сплавов, сформировала в этой области технические возможности с полной цепью от проектирования материалов, процессов плавления до прикладных испытаний, обеспечивая высокую производительность и высокую надежность для отрасли.

Технический макет: систематические инновации от проектирования материалов до оптимизации процессов

Технический макет Qingchuan New Materials вращается вокруг «компонента материала-микроорганизация-регулирование производительности», формируя три основных преимущества:

1. Точный дизайн состава материала

Компания разработала серию железно-никелевых сплавов с фиксировым расширением путем корректировки соотношения никеля и железа и добавления микроэлементов сплавов (таких как кобальт и молибден). Например, его сплав 4J50 (содержание никеля 49,5%-50,5%) имеет коэффициент линейного расширения 4,9-5,3 × 10 ⁶/° C в диапазоне 20-100 ° C, который в высокой степени соответствует коэффициенту расширения боросиликатного мягкого стекла (такого как Pyrex), что может эффективно уменьшить напряжение на границе раздела уплотнения. Кроме того, путем добавления элементов кремния ниже 0,3%, чтобы оптимизировать антиоксидантные свойства сплава и продлить срок службы при высоких температурах.

2. Оптимизация процесса плавления и литья

Чтобы обеспечить однородность и чистоту состава сплава, Цинчуань использует двойной процесс «вакуумной индукционной плавки (VIM) и электрошлаковой переплавки (ESR)». Процесс VIM завершает предварительную плавку в вакуумной среде, чтобы избежать включения газа, процесс ESR нагревает шлак по току, дополнительно удаляет серу, фосфор и другие вредные элементы, так что содержание кислорода в сплаве контролируется ниже 0,001%. В процессе литья компания использует технологию направленного затвердевания для контроля скорости охлаждения (обычно 1-10 ℃/с), чтобы получить цилиндрическую кристаллическую ткань, уменьшить поперечную границу зерен и улучшить сопротивление ползучести сплава. Например, его высокотемпературный сплав K418 литья (усиленный осадочный тип на основе никеля) благодаря процессу направленного затвердевания повышает прочность на 20% при 900 ° С, удовлетворяя жесткие требования к лопаткам турбины авиационного двигателя.

3. Уточнение системы термической обработки

Термическая обработка является ключевым звеном в регулировании микроорганизации сплава. Qingchuan разработал дифференцированные схемы термообработки для различных марок сплавов: для сплавов 4J50 используется процесс обработки на твердое растворение «850 ° C ± 20 ° C в течение 1 часа и быстрое охлаждение до 400 ° C», чтобы сделать γ 'фазу (Al,Ti)) Однородный размер, модуль резки сплава повышается (значение напряжения на единицу деформации при определенной температуре); для сплава K418 объемная доля гамма-фазы достигает более 40% путем двухступенчатой термообработки «1120 ℃ твердый раствор 760 ℃», что значительно повышает высокую температуру. прочность.

Опыт применения: технологическая трансформация из лаборатории в индустриализацию

Техническая ценность новых материалов Qingchuan была проверена в нескольких отраслевых случаях:

Случай 1: Локализация замены лопасти турбины авиационного двигателя

В лопасти турбины определенного типа авиационного двигателя изначально использовался импортный сплав Inconel 713C, который имел такие проблемы, как высокая стоимость и длительный цикл поставки. Qingchuan разработал сплав K418 с целью оптимизации состава и улучшения процесса:

• Регулировка ингредиентов: Снижение содержания кобальта с 8% до 0%, увеличение содержания алюминия и титана для компенсации усиленного эффекта, снижение стоимости сплава на 30%;
• Оптимизация технологического процесса: Использование процесса вакуумного самоплавного переплавления (VAR) для повышения чистоты сплава в сочетании с технологией направленного затвердевания для уменьшения поперечной границы зерен, увеличив длительный срок службы лопаток при 900 ° C с 500 до 800 часов;
• Эффект применения: Листья прошли оценку установки, и было доставлено более 5000 штук для достижения импортозамещения.

Случай 2: Повышение надежности прецизионных электронных уплотненных конструкций

Когда производитель коммуникационного оборудования производит фильтр базовой станции 5G, коэффициент расширения продукта составляет менее 70% из-за несоответствия между уплотнителем и керамической подложкой. Qingchuan предлагает решение для сплава 4J50:

• Сопоставление материаловОткорректив содержание никеля до 50,2%, средний коэффициент расширения сплава в диапазоне от-40 ° C до 125 ° C отклонение от керамической подложки (α = 5,2 × 10 ° C/° C) составляет менее 0,1 × 10 ° C. Уменьшить напряжение на 50%;
• Поддержка процесса

: Обеспечить полное технологическое обслуживание от выплавки, ковки до механической обработки, чтобы гарантировать, что внутри материала нет микродефектов, а доступность продукта увеличена до более чем 95%.

Сравнение технических параметров и производительности

Основные параметры нового железно-никелевого сплава Qingchuan:

Выводное слово: Технологические возможности промышленности

Qingchuan New Material сформировала уникальное технологическое преимущество в области железно-никелевых сплавов с фиксировым расширением благодаря совместным инновациям в проектировании состава материалов, оптимизации процесса и испытании приложений. Его модель «услуги по производству материалов» не только решает зависимость высококачественного оборудования от импортных материалов, но и способствует развитию отрасли в направлении более высокой производительности и надежности посредством непрерывной технологической итерации. В будущем, с постоянным улучшением требований к характеристикам материалов в аэрокосмической и прецизионной электронике, техническая практика Qingchuan предоставит отрасли более воспроизводимые решения.