ภูมิหลังด้านเทคโนโลยีและความต้องการของอุตสาหกรรม

โลหะผสมปิดผนึกการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลเป็นวัสดุโลหะชนิดพิเศษที่ตระหนักถึงการจับคู่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนโดยการควบคุมสัดส่วนของส่วนประกอบอย่างแม่นยำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์การบินและอวกาศเครื่องมือที่มีความแม่นยำและสาขาอื่นๆคุณค่าหลักคือการแก้ปัญหาความล้มเหลวของการปิดผนึกที่เกิดจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุต่างๆเช่นฉากการปิดผนึกของแก้วและโลหะเซรามิกและโลหะในฐานะที่เป็นโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและองค์กรการวิจัยและพัฒนาโลหะผสมพิเศษและองค์กรการผลิต Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. อาศัยการประชุมเชิงปฏิบัติการมาตรฐานที่ทันสมัยและสายการผลิตขั้นสูงของ Zhengzhou High-tech Zone ได้สร้างเทคโนโลยีห่วงโซ่เต็มรูปแบบตั้งแต่การออกแบบองค์ประกอบไปจนถึงการประมวลผลที่มีความแม่นยำในด้านโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลคงที่ความสามารถ.

การวิเคราะห์ทางเทคนิค: การออกแบบส่วนประกอบและการควบคุมกระบวนการ

โลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ขยายตัวคงที่ของวัสดุใหม่ของชิงฉวนใช้ระบบคู่ Fe-Ni และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทำได้โดยการเพิ่ม Co, Mn, Si และธาตุอื่นๆ (4.0 ~ 9.0)× 10 ⁻/℃ การควบคุมที่แม่นยำกระบวนการหลักประกอบด้วย:

1. การหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศ: ใช้เตาเหนี่ยวนำสูญญากาศ500กก. เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบโลหะผสมมีความสม่ำเสมอ ≤ 0.05% และปริมาณออกซิเจน ≤ 15ppm;

2. รีดร้อนและรีดเย็นผิดรูป: ควบคุมขนาดเกรนผ่านการรีดหลายช่อง (ASTM 6 ~ ระดับ8) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติเชิงกลและเสถียรภาพทางความร้อนของวัสดุ

3. การหลอมขั้นกลางและอายุของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป: 750 ~ ในบรรยากาศการป้องกันไฮโดรเจนการบำบัดด้วยการหลอมที่850 ℃ ช่วยขจัดความเครียดในการประมวลผลและทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวคงที่

ห้องปฏิบัติการขององค์กรมีอุปกรณ์ทดสอบเช่นสเปกโตรมิเตอร์แบบอ่านโดยตรงและเครื่องวัดการขยายตัวทางความร้อนซึ่งสามารถตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพของกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่วัตถุดิบจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตัวอย่างเช่นโลหะผสม4J29 (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว4.6 × 10 ⁻/℃) ที่ผลิตโดยมันมีความผันผวน ≤ ± 0.2 × 10 ⁻ ⁶/℃ ในช่วงอุณหภูมิ-60 ℃ ถึง200 ℃ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน ASTM F30

กรณีปฏิบัติ: การปิดผนึกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การบินและอวกาศ

บริษัทการบินและอวกาศแห่งหนึ่งมอบหมายให้ Qingchuan New Materials ดำเนินการชุดของข้อต่อปิดผนึกโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลสำหรับโมดูลการสื่อสารผ่านดาวเทียมโดยต้องรักษาความหนาแน่นของอากาศที่อุณหภูมิ-55 ° C ถึง125 ° C (อัตราการรั่วไหล ≤ 1 × 10 ⁻ Pa · m/s). ในระหว่างการดำเนินโครงการ:

1. การเลือกวัสดุ: ตามค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของแก้วที่ลูกค้าให้มา (8.2 × 10 ⁻ ⁶/℃) ส่วนประกอบโลหะผสม4J33ที่กำหนดเอง (เนื้อหา Ni 33.0% ~ 33.5%);

2. การแปรรูปที่มีความแม่นยำ: ใช้เครื่องกลึง CNC เพื่อประมวลผลรูด้านในของแหวนปิดผนึกข้อผิดพลาดความกลม ≤ 0.005มม. และความหยาบผิว Ra≤ 0.4μm

3. การตรวจสอบกระบวนการปิดผนึก: ผ่านการจำลองการทดสอบวัฏจักรความร้อนปรับเส้นโค้งอุณหภูมิการหลอมให้เหมาะสมและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายผ่านการทดสอบ1,000รอบโดยไม่มีการรั่วไหล

กรณีนี้ตรวจสอบความสามารถในการตอบสนองทางเทคนิคของ Qingchuan New Materials ในการประมวลผลโลหะผสมพิเศษแบบกำหนดเองวงจรการจัดส่งสั้นลง20% เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมและต้นทุนลดลง15%

ข้อดีทางเทคนิคและรูปแบบอุตสาหกรรม

ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของ Qingchuan New Materials สะท้อนให้เห็นในสามด้าน: ประการแรกฐานข้อมูลการออกแบบองค์ประกอบ, สะสมสูตรโลหะผสมมากกว่า200ชนิดและพารามิเตอร์การรักษาความร้อนประการที่สองคือสายการผลิตที่มีความยืดหยุ่น, สามารถเปลี่ยนข้อกำหนดที่แตกต่างกันของการผลิตผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็วประการที่สามคือระบบการวิเคราะห์ความล้มเหลวค้นหาสาเหตุของความล้มเหลวของการปิดผนึกผ่าน SEM-EDS, XRD และวิธีการอื่นๆในปัจจุบันโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ขยายตัวคงที่ได้ถูกนำไปใช้กับตัวกรองสถานีฐาน5G ช่องเลเซอร์กล้องเอนโดสโคปทางการแพทย์และสถานการณ์อื่นๆโดยมีกำลังการผลิตปีละ500ตัน

คำถามที่พบบ่อย: คำตอบสำหรับปัญหาทางเทคนิคทั่วไป

Q1: อะไรคือสาเหตุของรอยแตกหลังจากปิดผนึกโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล?
ตอบ: ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับระดับการจับคู่ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวการตกค้างของความเค้นในการประมวลผลและการควบคุมอุณหภูมิการปิดผนึกขอแนะนำให้ปรับองค์ประกอบของโลหะผสมปรับกระบวนการอบอ่อนให้เหมาะสมและควบคุมอัตราการทำความร้อน

Q2: วิธีการเลือกรุ่นโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่เหมาะสม?
ตอบ: จำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างครอบคลุมตามค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวช่วงอุณหภูมิการใช้งานและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุปิดผนึกตัวอย่างเช่นโลหะผสม4J29เหมาะสำหรับการปิดผนึกแก้วและโลหะผสม4J36เหมาะสำหรับการปิดผนึกเซรามิก

Q3: วิธีการควบคุมการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวในระหว่างการประมวลผล?
ตอบ: ใช้ไฮโดรเจนเพื่อป้องกันการอบอ่อนของบรรยากาศและควบคุมปริมาณออกซิเจนในเตา ≤ 5ppm ใช้น้ำมันหล่อลื่นพิเศษสำหรับกระบวนการเย็นเพื่อลดการเกิดออกซิเดชันที่เกิดจากแรงเสียดทานและความร้อน