หนึ่ง. ภูมิหลังด้านเทคโนโลยีและความต้องการของอุตสาหกรรม

โลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลเป็นวัสดุโลหะชนิดพิเศษที่ตระหนักถึงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่มีเสถียรภาพและสามารถควบคุมได้ในช่วงอุณหภูมิเฉพาะผ่านการควบคุมองค์ประกอบและกระบวนการบำบัดความร้อนที่แม่นยำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศเครื่องมือที่มีความแม่นยำบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และสาขาอื่นๆคุณค่าหลักของมันคือการแก้ปัญหาความเบี่ยงเบนของมิติที่เกิดจากการขยายตัวและการหดตัวของความร้อนของวัสดุแบบดั้งเดิมตัวอย่างเช่นในสถานการณ์ต่างๆเช่นพื้นผิวสะท้อนแสงของเสาอากาศดาวเทียมและกรอบออปติคอลที่มีความแม่นยำสูงการควบคุมการเสียรูประดับไมครอนจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของอุปกรณ์

2. โครงสร้างด้านเทคโนโลยีและศักยภาพด้านการวิจัยและพัฒนาของชิงชวนนิวแมทีเรียลส์

ในฐานะองค์กรระดับมืออาชีพในประเทศในด้านโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ Jinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ได้สร้างระบบเทคโนโลยีแบบครบวงจรที่ครอบคลุมการวิจัยและพัฒนาวัสดุการประมวลผลที่แม่นยำและการตรวจสอบคุณภาพโดยอาศัยการประชุมเชิงปฏิบัติการมาตรฐานที่ทันสมัยและสายการผลิตขั้นสูงในเขตไฮเทคเจิ้งโจวสำหรับการวิจัยและพัฒนาโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลคงที่บริษัทมุ่งเน้นไปที่ความก้าวหน้าในสามทิศทางทางเทคนิค:

1. การเพิ่มประสิทธิภาพส่วนผสมและการควบคุมความสม่ำเสมอ: ด้วยการผสมผสานระหว่างกระบวนการหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศและการหลอมด้วยไฟฟ้า-ตะกรันปริมาณนิกเกิลในโลหะผสมจะคงที่ในช่วง36%-42% และเนื้อหาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ (เช่นคาร์บอนกำมะถันและออกซิเจน) จะถูกควบคุมให้ต่ำกว่า0.005% เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างวัสดุความสม่ำเสมอถึงระดับ5หรือสูงกว่ามาตรฐาน ASTM E112

2. การควบคุมกระบวนการบำบัดความร้อนอย่างแม่นยำ: การใช้เทคโนโลยีการบำบัดอายุตามลำดับชั้นการเก็บรักษาความร้อนเป็นระยะๆในช่วงอุณหภูมิ450-600 ℃ รวมกับการป้องกันและดับก๊าซเฉื่อยเพื่อให้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวภายในของโลหะผสมคงที่ในช่วงอุณหภูมิ-50 ℃ ถึง200 ℃ ที่ (1.5 ± 0.2)× 10 ⁻ ⁶/℃ เป็นไปตามมาตรฐานทางทหารของ GJB 1952A-2004

3. การตัดเฉือนที่แม่นยำและการรักษาพื้นผิว: ติดตั้งศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีห้าแกนและอุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์ซึ่งสามารถขึ้นรูปได้อย่างแม่นยำโดยมีความคลาดเคลื่อนขั้นต่ำ0.005มม. การรักษาพื้นผิวใช้การขัดด้วยสารเคมีและกระบวนการอโนไดซ์เพื่อควบคุมความหยาบภายใน Ra0.2μm และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุและการสะท้อนแสง.

3.กรณีการใช้งานทั่วไป: โครงการรองรับแสงของยานอวกาศ

ในโครงการรองรับออปติคอลของยานอวกาศบางประเภทลูกค้าต้องการให้โครงยึดไม่เกิน3μm ที่อุณหภูมิสูงสุด-100 ℃ ถึง150 ℃ วัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์แบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้เนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน Qingchuan New Materials ได้ปรับแต่งการพัฒนาโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล4J36 (ปริมาณนิกเกิล36%) รวมกับโซลูชันทางเทคนิคต่อไปนี้เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย:

1. การเลือกวัสดุ: ใช้โลหะผสม4J36เป็นวัสดุฐานและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของค่าเฉลี่ยคือ1.6 × 10 ⁻/℃ และกระจกออปติคอล (เช่นกระจก K9ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว8.2 × 10 ⁶/℃) ผ่านการออกแบบการจับคู่โมดูลัสยืดหยุ่นเพื่อให้ได้ความเครียดจากความร้อนความสมดุลในตัวเอง

2. การปรับโครงสร้างให้เหมาะสม: ใช้การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) เพื่อจำลองการกระจายความเค้นของตัวยึดที่อุณหภูมิสูงมากลดความซ้ำซ้อนของวัสดุผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีและในที่สุดก็ลดน้ำหนักของตัวยึดให้เหลือ65% ของการออกแบบเดิมและเพิ่มความแข็ง20%

3. การตรวจสอบกระบวนการ: ในการทดสอบวัฏจักร-120 ℃ ถึง180 ℃ ค่าการเปลี่ยนรูปที่แท้จริงของตัวยึดคือ2.8μm ซึ่งดีกว่า3μm ที่ลูกค้าต้องการหลังจากรอบความร้อน100รอบจะไม่มีรอยแตกบนพื้นผิวของวัสดุและอัตราการลดทอนประสิทธิภาพน้อยกว่า5%

ประการที่สี่ข้อได้เปรียบทางเทคนิคและมูลค่าอุตสาหกรรม

เทคโนโลยีโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ขยายตัวคงที่ของวัสดุใหม่ของชิงฉวนมีข้อดีหลักสามประการ:

1. ความเสถียรของประสิทธิภาพ: ผ่านการควบคุมวงปิดของการตรวจจับกระบวนการองค์ประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าช่วงความผันผวนของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุแต่ละชุดคือ ≤ ± 0.1 × 10 ⁻ ⁶/℃ ซึ่งดีกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมอย่างมีนัยสำคัญ (± 0.5 × 10 ⁶ ⁶/℃)

2. ความสามารถในการปรับแต่งตามความต้องการ: ปริมาณนิกเกิลและพารามิเตอร์การรักษาความร้อนสามารถปรับได้ตามสถานการณ์การใช้งานของลูกค้า (เช่นช่วงอุณหภูมิสภาวะโหลดความแม่นยำของมิติ) และโลหะผสม4J29, 4J32, 4J36และชุดอื่นๆสามารถพัฒนาได้ครอบคลุมข้อกำหนดช่วงอุณหภูมิกว้าง-200 ℃ ถึง300 ℃

3. การควบคุมคุณภาพแบบเต็มกระบวนการ: ตั้งแต่การทดสอบวัตถุดิบ (โดยใช้ ICP-MS เพื่อวิเคราะห์เนื้อหาขององค์ประกอบ) ไปจนถึงการทดสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (ติดตั้งเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อวัดการเสียรูป) มีการกำหนดจุดตรวจสอบคุณภาพ12จุดและอัตราคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ยังคงสูงกว่า99.2% เป็นเวลานาน

ปัจจุบันโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ขยายตัวคงที่ของ Qingchuan New Materials ได้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในส่วนประกอบดาวเทียมอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เครื่องมือวัดความแม่นยำและสาขาอื่นๆโดยมีการส่งมอบสะสมมากกว่า500ตันช่วยให้ลูกค้าลดอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้มากกว่า30% และยืดอายุการใช้งาน2-3ครั้งให้การสนับสนุนวัสดุหลักสำหรับการแปลอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์