โลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิล: แกนเทคโนโลยีและมูลค่าทางอุตสาหกรรม

โลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลเป็นวัสดุพิเศษชนิดหนึ่งที่ได้รับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่เฉพาะเจาะจงโดยการควบคุมสัดส่วนของเหล็ก-นิกเกิลอย่างแม่นยำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศเครื่องมือที่มีความแม่นยำบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์และสาขาอื่นๆคุณค่าหลักคือการแก้ปัญหาการเสียรูปที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนผ่านการออกแบบวัสดุตัวอย่างเช่นในตัวยึดเลนส์ออปติคอลหากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุไม่ตรงกับแก้วการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะทำให้ภาพผิดเพี้ยนด้วยการสะสมเทคโนโลยีเป็นเวลาหลายปีบริษัท Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ได้สร้างความสามารถในห่วงโซ่เต็มรูปแบบตั้งแต่การออกแบบส่วนประกอบไปจนถึงการตัดเฉือนที่แม่นยำความแม่นยำของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของผลิตภัณฑ์สามารถเข้าถึง ± 1 × 10 ⁻ ⁶/℃ เพื่อตอบสนองความต้องการของสถานการณ์ที่มีความแม่นยำสูง

การวิเคราะห์ทางเทคนิค: ตั้งแต่การออกแบบส่วนผสมไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพ

ทีมวิจัยและพัฒนาของ Qingchuan New Materials ได้ปรับโครงสร้างผลึกของโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลให้เหมาะสมโดยการผสมผสานระหว่างการจำลองพลวัตของโมเลกุลและการตรวจสอบการทดลองตัวอย่างเช่นบนพื้นฐานของโลหะผสม4J36 (มีนิกเกิล36%) โดยการเพิ่มโมลิบดีนัมติดตาม (0.2%-0.5%) และโคบอลต์ (0.1%-0.3%) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจะคงที่มากขึ้นที่1.7 × 10 ⁶ ⁶/℃ ถึง2.3 × 10 ⁻ ⁶/℃ ช่วงในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความต้านทานความล้าของวัสดุในช่วงอุณหภูมิ-196 ° C ถึง200 ° C เทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำสูญญากาศ (VIM) ถูกนำมาใช้ในกระบวนการผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบของโลหะผสมมีความสม่ำเสมอ ≤ 0.05% และขนาดเกรนจะถูกควบคุมที่10-20μm ผ่านกระบวนการหลอมรีดเย็นโดยคำนึงถึงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติก

กรณีปฏิบัติ: โซลูชันการจับคู่ความร้อนในบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์

บริษัทเซมิคอนดักเตอร์แห่งหนึ่งประสบปัญหาความล้มเหลวของข้อต่อบัดกรีที่เกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างชิปและพื้นผิวบรรจุภัณฑ์ Qingchuan New Materials ได้ปรับแต่งพื้นผิวโลหะผสม4J42 (รวมถึงนิกเกิล42%) โดยการปรับอุณหภูมิการหลอมเป็น1050 ° C และเก็บไว้เป็นเวลา2ชั่วโมงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุจะตรงกับชิปซิลิกอน (2.3 × 10 ⁶ ⁶/℃) หลังจากการทดสอบจริงหลังจาก1,000รอบที่อุณหภูมิ-40 ° C ถึง125 ° C อัตรารอยแตกของข้อต่อบัดกรีลดลงจาก12% เป็น0.3% และอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า5ปีกรณีนี้ตรวจสอบความแข็งแกร่งทางเทคนิคของ Qingchuan New Materials ในการพัฒนาวัสดุที่กำหนดเองและการควบคุมกระบวนการ

เค้าโครงทางเทคนิค: ความสามารถของห่วงโซ่เต็มรูปแบบตั้งแต่ห้องปฏิบัติการไปจนถึงอุตสาหกรรม

ฐานการผลิตของ Qingchuan New Materials ในเขตพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงเจิ้งโจวติดตั้งเตาหลอมสูญญากาศขนาด2,000ตันโรงรีดเย็นแบบหลายม้วนและอุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์ซึ่งสามารถผลิตได้เต็มรูปแบบตั้งแต่แท่ง Φ5มม. ไปจนถึงฟอยล์0.05มม. บริษัทได้ผ่านการรับรองระบบการจัดการคุณภาพ ISO 9001และจัดตั้งห้องปฏิบัติการที่สมบูรณ์ซึ่งครอบคลุมการวิเคราะห์สเปกตรัมการทดสอบโลหะและการทดสอบประสิทธิภาพเชิงกลเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์แต่ละชุดเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM F30ปัจจุบันกำลังการผลิตโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลต่อปีอยู่ที่800ตันและผลิตภัณฑ์ของบริษัทได้ถูกส่งออกไปยังประเทศผู้ผลิตที่มีความแม่นยำสูงเช่นเยอรมนีและญี่ปุ่นซึ่งใช้ในสถานการณ์ระดับไฮเอนด์เช่นเครื่องมือออปติคอล Zeiss และเซ็นเซอร์รถยนต์ของโตโยต้า

ประสบการณ์การใช้งาน: แนวทางปฏิบัติทั่วไปของการโยกย้ายเทคโนโลยีข้ามอุตสาหกรรม

ในด้านการบินและอวกาศ Qingchuan New Materials ได้ร่วมมือกับผู้ผลิตดาวเทียมเพื่อพัฒนาวัสดุรองรับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำด้วยการผสมโลหะผสม4J32 (รวมถึงนิกเกิล32%) กับคาร์บอนไฟเบอร์ในขณะที่รักษาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวไว้ที่1.5 × 10 ⁻/℃ ความหนาแน่นจะลดลงจาก8.2g/cm³ เป็น5.1g/cm³ เพื่อตอบสนองความต้องการน้ำหนักเบาของดาวเทียมเทคโนโลยีนี้ได้ยื่นขอสิทธิบัตรการประดิษฐ์ (หมายเลขสิทธิบัตร: ZL2023XXXXXXX) และนำไปใช้กับส่วนประกอบสำคัญของจรวดขนส่งซีรีส์ Long March และทนต่อการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงตั้งแต่-180 ° C ถึง150 ° C