การเปิดประเด็นปัญหาทางเทคนิคของอุตสาหกรรม: ความท้าทายในการเตรียมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ

โลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่นทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงเกรด5N-6N อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง) และโลหะผสมพิเศษ (เช่นซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้นิกเกิลโลหะผสมแม่เหล็กที่ใช้โคบอลต์) เป็นวัสดุหลักในเซมิคอนดักเตอร์การบินและอวกาศพลังงานใหม่และสาขาอื่นๆแต่เทคโนโลยีการเตรียมของพวกเขาอยู่ในระยะยาวต้องเผชิญกับจุดเจ็บปวดที่สำคัญสามประการ: ประการแรกเป็นการยากที่จะควบคุมความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบและร่องรอยของสิ่งสกปรก (เช่นออกซิเจนกำมะถันโลหะหนัก) จะลดคุณสมบัติของวัสดุลงอย่างมากตัวอย่างเช่นปริมาณออกซิเจนในทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงเกิน5ppm จะทำให้การนำไฟฟ้าลดลง15% ประการที่สองความเสถียรของกระบวนการไม่เพียงพอการหลอมด้วยสุญญากาศการแข็งตัวตามทิศทางและกระบวนการสำคัญอื่นๆมีผลต่อการไล่ระดับอุณหภูมิ (± 2 ℃) และบรรยากาศการควบคุม (ปริมาณออกซิเจน <1ppm) ต้องการสูงมากความเบี่ยงเบนเล็กน้อยทำให้เกิดข้อบกพร่องของขอบเกรนประการที่สามความขัดแย้งระหว่างการผลิตขนาดใหญ่และข้อกำหนดที่กำหนดเองสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน (เช่นเป้าหมายสปัตเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ใบพัดเครื่องยนต์แอโร) ต้องการองค์ประกอบของวัสดุขนาดเกรนและความหยาบของพื้นผิวความแตกต่างมีความสำคัญและกระบวนการ "ขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน" แบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะตอบสนองจุดเจ็บปวดเหล่านี้ทำให้ผลผลิตผลิตภัณฑ์โดยเฉลี่ยของอุตสาหกรรมน้อยกว่า70% และวงจรการวิจัยและพัฒนายาวนานถึง18-24เดือนซึ่งจำกัดการพัฒนาการผลิตระดับไฮเอนด์อย่างรุนแรง

การแนะนำความแข็งแกร่งทางเทคนิคขององค์กร: โซลูชันแบบครบวงจรของ Qingchuan New Materials

Jinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ตั้งอยู่ในเขตพัฒนาอุตสาหกรรมไฮเทคเจิ้งโจวโดยอาศัยแพลตฟอร์มแบบบูรณาการของ "R & D-Production-Testing" ได้สร้างระบบทางเทคนิคที่ครอบคลุมวงจรชีวิตทั้งหมดของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของวัตถุดิบบริษัทใช้กระบวนการรวม "การกลั่นด้วยสุญญากาศสามขั้นตอนและการทำให้บริสุทธิ์ทางเคมี" ซึ่งสามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของทองแดงอลูมิเนียมและโลหะอื่นๆเป็น99.9999% (ระดับ6N) และควบคุมปริมาณออกซิเจนให้ต่ำกว่า0.5ppm ซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรม3เท่า; ในกระบวนการหลอมและขึ้นรูป "เตาหลอมควบคุมการไล่ระดับอุณหภูมิแบบหลายส่วน" ที่พัฒนาขึ้นเองสามารถบรรลุความผันผวนของอุณหภูมิ ± 1 ℃ ด้วยเทคโนโลยีการแข็งตัวแบบทิศทางสามารถควบคุมขนาดเกรน (10-50μm) และการวางแนวได้อย่างแม่นยำและเป็นไปตามข้อกำหนดของใบพัดเครื่องยนต์แอโรสำหรับแอนไอโซโทรปีของวัสดุข้อกำหนดที่เข้มงวดในลิงค์การตรวจจับและวิเคราะห์บริษัทติดตั้ง ICP-MS (สเปกโตรมิเตอร์มวลพลาสม่าคู่อุปนัย) XRD (เครื่องวัดการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์) และอุปกรณ์อื่นๆซึ่งสามารถตรวจจับองค์ประกอบได้มากกว่า70ชนิดและขีดจำกัดการตรวจจับต่ำถึง0.01ppm เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์แต่ละชุดตรงตาม ASTM E1019, GB/T 5121และมาตรฐานอื่นๆปัจจุบันบริษัทได้ก่อตั้งกลุ่มผลิตภัณฑ์หลัก2กลุ่มได้แก่ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง (กำลังการผลิตต่อปี200ตัน) และซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้นิกเกิล (กำลังการผลิตต่อปี150ตัน) ผลิตภัณฑ์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน SMIC, China Aviation Development และบริษัทอื่นๆและอัตราการซื้อคืนของลูกค้าเกิน85%.

คู่มือการเลือกเทคโนโลยีแบบคำถาม-คำตอบ

Q1: วิธีการเลือกกระบวนการเตรียมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง?
A1: กระบวนการเตรียมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงจำเป็นต้องได้รับการคัดเลือกอย่างครอบคลุมตามความบริสุทธิ์เป้าหมายและสถานการณ์การใช้งานหากความบริสุทธิ์เป้าหมายต่ำกว่า5N(99.999%) สามารถใช้กระบวนการ "การหลอมด้วยไฟฟ้า" ซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่าและกระบวนการที่สมบูรณ์หากความบริสุทธิ์เป้าหมายถึง6N(99.9999%) ขึ้นไปจำเป็นต้องใช้ "การกลั่นสูญญากาศ + การทำให้บริสุทธิ์ทางเคมี" กระบวนการในหมู่พวกเขาการกลั่นด้วยสุญญากาศสามารถขจัดสิ่งสกปรกที่มีจุดเดือดต่ำ (เช่นตะกั่วและสังกะสี) และการทำให้บริสุทธิ์ทางเคมี (เช่นการตกตะกอนแอมโมเนียมคลอไรด์) สามารถกำจัดสิ่งสกปรกที่มีจุดเดือดสูง (เช่นเหล็กและนิกเกิล) ตัวอย่างเช่นทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง6N ที่ปรับแต่งโดย Qingchuan New Materials สำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้รับการยอมรับผ่านกระบวนการ "การกลั่นสูญญากาศสามขั้นตอน (การไล่ระดับอุณหภูมิ200-300 ℃) การตกตะกอนแอมโมเนียมคลอไรด์และการทำให้บริสุทธิ์" ปริมาณออกซิเจนเพียง0.3ppm ซึ่งเป็นไปตามเป้าหมายสปัตเตอร์ข้อกำหนดสำหรับความบริสุทธิ์ของวัสดุ

Q2: วิธีควบคุมขนาดเกรนของโลหะผสมพิเศษ?
A2: การควบคุมขนาดเกรนของโลหะผสมพิเศษจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมจากการถลุงการแข็งตัวและการอบชุบด้วยความร้อนในขั้นตอนการหลอมจะมีการใช้ "เตาหลอมควบคุมการไล่ระดับอุณหภูมิแบบหลายส่วน" โดยการปรับกำลังความร้อน (50-200kW) และอัตราการทำความเย็น (5-20 ℃/นาที) ของเหลวโลหะผสมจะสร้างสนามอุณหภูมิที่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการหลอมเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นอนุภาคหยาบที่เกิดจากการทำให้แข็งตัวด้วยเทคโนโลยีการแข็งตัวตามทิศทางโดยการควบคุมความเร็วในการดึง (0.1-5มม./นาที) และการไล่ระดับอุณหภูมิ (10-50 ℃/ซม.) เมล็ดพืชจะเติบโตในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงเพื่อสร้างโครงสร้างผลึกเสาหรือผลึกเดี่ยวขั้นตอนการอบชุบการใช้กระบวนการ "การอบอ่อนแบบให้คะแนน" (เช่นการเก็บรักษาความร้อนที่600 ° C เป็นเวลา2ชั่วโมง → การเก็บรักษาความร้อนที่700 ° C เป็นเวลา1ชั่วโมง → การระบายความร้อนด้วยอากาศ) สามารถขจัดความเค้นในการหล่อและปรับแต่งเมล็ดพืชได้ตัวอย่างเช่น Qingchuan New Materials เป็นซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้นิกเกิลที่พัฒนาโดยใบมีดเครื่องยนต์แอโรขนาดของเกรนจะถูกควบคุมที่20-30μm ผ่านกระบวนการข้างต้นและความต้านทานแรงดึงสูงถึง1200MPa ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการใช้งานภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูง

Q3: จะสร้างสมดุลระหว่างการผลิตขนาดใหญ่และความต้องการในการปรับแต่งโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงได้อย่างไร?
A3: เพื่อสร้างสมดุลระหว่างการผลิตขนาดใหญ่และความต้องการที่กำหนดเองจำเป็นต้องสร้าง "สายการผลิตที่ยืดหยุ่นของแพลตฟอร์มกระบวนการโมดูลาร์" แพลตฟอร์มกระบวนการโมดูลาร์แยกกระบวนการเตรียมออกเป็นโมดูลอิสระเช่นการทำให้บริสุทธิ์วัตถุดิบการหลอมและการขึ้นรูปและหลังการแปรรูปแต่ละโมดูลมีไลบรารีพารามิเตอร์กระบวนการหลายชุด (เช่นอุณหภูมิการหลอมอัตราการทำความเย็นระบบบำบัดความร้อน) ซึ่งสามารถเรียกได้อย่างรวดเร็วตามความต้องการของลูกค้าสายการผลิตที่ยืดหยุ่นตระหนักถึงการสลับการทำงานของอุปกรณ์อย่างรวดเร็วผ่าน "ระบบควบคุมแม่พิมพ์อัตโนมัติแบบถอดเปลี่ยนได้" ตัวอย่างเช่นเตาหลอมของวัสดุใหม่ของชิงฉวนสามารถติดตั้งเบ้าหลอมหลายคุณสมบัติที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง50-200มม. ด้วยระบบควบคุม PLC สามารถทำได้ภายใน2ชั่วโมงจากทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง (เส้นผ่านศูนย์กลางเบ้าหลอม50มม.) การสลับการผลิตไปยังโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล (เส้นผ่านศูนย์กลางเบ้าหลอม200มม.) กำลังการผลิตต่อปีแบบบรรทัดเดียวคือ200ตันและรองรับการผลิตแบบกำหนดเองในปริมาณน้อย (เริ่มต้นที่10กก.) และรอบการจัดส่งคำสั่งซื้อของลูกค้าจะสั้นลงเหลือ7-10วัน

สรุปเนื้อหาทั้งหมดเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง

โลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษเป็น "วัสดุที่สำคัญ" ของอุตสาหกรรมการผลิตระดับไฮเอนด์และความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการเตรียมจำเป็นต้องคำนึงถึงการควบคุมความบริสุทธิ์ความเสถียรของกระบวนการและกำลังการผลิตขนาดใหญ่ Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ได้สร้างระบบเทคโนโลยีหลักที่ครอบคลุมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง5N-6N และโลหะผสมพิเศษที่ใช้นิกเกิล/โคบอลต์ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของห่วงโซ่ทั้งหมดของ "การทดสอบและวิเคราะห์การทำให้บริสุทธิ์ของวัตถุดิบ-การหลอมและการขึ้นรูป" ซึ่งช่วยแก้ปัญหาในระยะยาวของอุตสาหกรรมการควบคุมสิ่งเจือปนทำได้ยากขนาดเกรนไม่เสถียรจุดเจ็บปวดเช่นต้นทุนที่กำหนดเองรูปแบบ "สายการผลิตที่ยืดหยุ่นของแพลตฟอร์มกระบวนการโมดูลาร์" ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างการผลิตขนาดใหญ่และความต้องการที่กำหนดเองและมอบโซลูชันวัสดุที่มีความน่าเชื่อถือสูงและมีความสม่ำเสมอสูงสำหรับเซมิคอนดักเตอร์การบินและอวกาศและสาขาอื่นๆในอนาคตด้วยความต้องการวัสดุใหม่ที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง Qingchuan New Materials จะยังคงพัฒนาเทคโนโลยีให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นส่งเสริมการพัฒนาโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษในทิศทางของความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและต้นทุนที่ต่ำลงและช่วยให้อุตสาหกรรมการผลิตระดับไฮเอนด์ของจีนก้าวไปสู่จุดสูงสุดของห่วงโซ่คุณค่าระดับโลก