พื้นหลังและคำจำกัดความทางเทคนิค

โลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลเป็นวัสดุโลหะผสมชนิดพิเศษที่ควบคุมค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนได้สูงในช่วงอุณหภูมิเฉพาะโดยการควบคุมสัดส่วนของเหล็กและนิกเกิลอย่างแม่นยำและการเติมธาตุอื่นๆ (เช่นโคบอลต์ทองแดงฯลฯ) คุณสมบัติหลักคือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับอุณหภูมิและสามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันผ่านการปรับองค์ประกอบและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือที่มีความแม่นยำส่วนประกอบออปติคัลบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และสาขาอื่นๆ

รูปแบบทางเทคนิคและความแข็งแกร่งในการผลิตของ Qingchuan New Materials

ในฐานะองค์กรมืออาชีพในด้านโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ Jinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. อาศัยการประชุมเชิงปฏิบัติการมาตรฐานที่ทันสมัยของ Zhengzhou High-tech Zone พร้อมด้วยสายการผลิตโลหะผสมพิเศษขั้นสูงระดับสากลและอุปกรณ์การประมวลผลที่มีความแม่นยำทีมเทคนิคของบริษัทมีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในการวิจัยและพัฒนาโลหะผสมที่ใช้เหล็ก-นิกเกิลมานานกว่าสิบปีและได้สร้างระบบทางเทคนิคแบบเต็มกระบวนการตั้งแต่การออกแบบองค์ประกอบกระบวนการถลุงไปจนถึงหลังการแปรรูปมีกำลังการผลิตโลหะผสมพิเศษ1,000ตันต่อปีและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สามารถเข้าถึงได้มากกว่า99.99% ความแม่นยำในการควบคุมค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวดีกว่า ± 0.5 × 10 ⁻ ⁶/℃

หลักการทางเทคนิคและการวิเคราะห์พารามิเตอร์หลัก

พฤติกรรมการขยายตัวของโลหะผสมการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลส่วนใหญ่พิจารณาจากกฎของการเปลี่ยนแปลงระยะห่างของอะตอมในโครงสร้างผลึกตามอุณหภูมิด้วยการเพิ่มโคบอลต์ (โดยปกติจะคิดเป็น5%-15%) อุณหภูมิ Curie (Tc) ของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเพื่อให้สามารถรักษาแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างเสถียรในช่วง200 ° C ซึ่งจะช่วยยับยั้งการขยายตัวแบบไม่เชิงเส้นส่วนประกอบทั่วไปเช่นโลหะผสม4J36 (รวมนิกเกิล36%) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวคือ1.5 × 10 ⁻ ⁶/℃(20-100 ℃) ซึ่งปรับให้เข้ากับฉากปิดผนึกโลหะแก้วและโลหะผสม4J29 (รวมนิกเกิล29%, โคบอลต์17%)) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำกว่า (0.9 × 10 ⁻ ⁶/℃) มักใช้ในชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแม่นยำด้านการบินและอวกาศ

ขั้นตอนการปฏิบัติ: การออกแบบองค์ประกอบโลหะผสมและกระบวนการหลอม

ขั้นตอนที่1: การออกแบบส่วนผสมตามค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเป้าหมาย (α) และช่วงอุณหภูมิในการใช้งานซอฟต์แวร์คำนวณทางอุณหพลศาสตร์ (เช่น Thermo-Calc) จะจำลองอิทธิพลของอัตราส่วนองค์ประกอบที่แตกต่างกันบน α ตัวอย่างเช่นการเพิ่มปริมาณนิกเกิลสามารถลดอัลฟ่าได้แต่ต้องใช้พลังงานแม่เหล็กและประสิทธิภาพในการประมวลผลที่สมดุลการเพิ่มคาร์บอน0.1%-0.3% สามารถปรับปรุงความลื่นไหลของการหลอมได้แต่ปริมาณที่มากเกินไปจะทำให้ความเปราะบางเพิ่มขึ้น

ขั้นตอนที่2: การหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศใช้เตาเหนี่ยวนำสูญญากาศ500กก. ในการหลอมที่ระดับสุญญากาศ10 ⁻ ³ Pa เพื่อหลีกเลี่ยงการผสมออกซิเดชั่นอุณหภูมิในการหลอมจะถูกควบคุมที่1550-1600 ℃ และหล่อเป็นแท่งหลังจากผ่านไป30นาทีในขั้นตอนนี้จำเป็นต้องตรวจสอบการแยกองค์ประกอบอย่างเคร่งครัดและยับยั้งการหยาบของเมล็ดพืชโดยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (แม่พิมพ์ทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำ)

ขั้นตอนที่3: การรักษาความร้อนและเย็นโลหะผสมที่ปลอมแปลงจะต้องผ่านการหลอมอย่างสม่ำเสมอที่อุณหภูมิ1050 ° C (4ชั่วโมง) เพื่อขจัดความเค้นตกค้างจากนั้นรีดเย็น (การเปลี่ยนรูป60%-70%) และการหลอมขั้นกลาง (750 ° C, 2ชั่วโมง) และในที่สุดก็ผ่านการบำบัดอายุ (480 ° C), 8ชั่วโมง) ทำให้โครงสร้างองค์กรมีเสถียรภาพความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมที่ผ่านการบำบัดสามารถเข้าถึง600MPa และการยืดตัว ≥ 25%

กรณีการใช้งานขององค์กร: ชิ้นส่วนปิดผนึกเครื่องมือทางแสง

แหวนปิดผนึกโลหะผสม4J36ที่ปรับแต่งโดย Qingchuan New Materials สำหรับบริษัทออปติคอลที่มีความแม่นยำจำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการจับคู่ความร้อนกับกระจก K9 (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว8.2 × 10 ⁻ ⁶/℃) ด้วยการปรับปริมาณนิกเกิลเป็น36.2% และเพิ่มองค์ประกอบเซอร์โคเนียม0.02% เพื่อปรับแต่งเมล็ดพืชค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายคือ8.1 × 10 ⁻ ⁶ ⁶/℃(20-100 ℃) และอัตราการรั่วไหลของอากาศหลังจากปิดผนึกด้วยแก้วน้อยกว่า1 × 10 ⁻ ² Pa ·m³/s, ไม่มีการแตกร้าวหลังจากการทดสอบวัฏจักร-40 ℃ ถึง85 ℃ 1,000ครั้งซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของเครื่องมือได้อย่างมีนัยสำคัญ

หมายเหตุและคำถามที่พบบ่อย

FAQ1: วิธีการเลือกรุ่นโลหะผสมสำหรับฉากการปรับตัว?เลือกตามช่วงอุณหภูมิการใช้งานและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุที่ตรงกัน: 4J36เป็นที่ต้องการสำหรับฉาก20-100 ℃ 4J29ถูกเลือกเมื่อต้องการค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำกว่าหรือมีความแข็งแรงสูงขึ้นสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง (>200 ℃) จำเป็นต้องพิจารณาเพิ่มโมลิบดีนัม (เช่น4J50) ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน

FAQ2: จะหลีกเลี่ยงการแยกองค์ประกอบระหว่างกระบวนการหลอมได้อย่างไร?ใช้เทคโนโลยีการผสมหลายขั้นตอน (การผสมเชิงกลด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า) เพื่อควบคุมความเร็วในการหล่อ (≤ 0.5 m/s) และกำจัดการแยกย่อยด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยการอบอ่อนอย่างสม่ำเสมอ (1050 ° C, 6ชั่วโมง)

FAQ3: จะจัดการกับรอยแตกหลังจากกระบวนการเย็นได้อย่างไร?หยุดการประมวลผลทันทีตรวจสอบว่าปริมาณการเปลี่ยนรูปเกินขีดจำกัด (ปกติ ≤ 70%) และอบวัสดุ (700 ° C 2ชั่วโมง) หากรอยแตกลึกจำเป็นต้องตัดส่วนที่มีข้อบกพร่องออกและประมวลผลใหม่

สรุปและแนวโน้มด้านเทคโนโลยี

แกนหลักของเทคโนโลยีของโลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลอยู่ที่การจับคู่องค์ประกอบกระบวนการและประสิทธิภาพที่แม่นยำด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหลอมและระบบบำบัดความร้อนอย่างต่อเนื่องทำให้ Qingchuan New Materials ประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมชั้นนำในด้านความแม่นยำในการควบคุมค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาโลหะผสมที่ทนต่ออุณหภูมิสูง (>300 ℃) และการขยายตัวต่ำพิเศษ (α<0.5 × 10 ⁶/℃) ขยายการใช้งานในด้านบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์และคอมพิวเตอร์ควอนตัม