จุดเจ็บปวดทางเทคนิคของอุตสาหกรรมเปิด: ปัญหา "คอติด" ของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ

โลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่นความบริสุทธิ์สูงกว่า5N) และโลหะผสมพิเศษ (เช่นโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน) เป็นวัสดุหลักในสาขาการผลิตระดับไฮเอนด์เช่นเซมิคอนดักเตอร์การบินและอวกาศและพลังงานใหม่แต่การวิจัยและพัฒนาและการผลิตต้องเผชิญกับปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญสามประการในระยะยาว: ประการแรกการควบคุมความบริสุทธิ์ทำได้ยากองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ (เช่น O, N, C) การติดตามสารตกค้างจะลดประสิทธิภาพของวัสดุลงอย่างมากประการที่สองความสม่ำเสมอขององค์ประกอบที่ไม่ดีและความเบี่ยงเบนขององค์ประกอบโลหะผสมอาจทำให้วัสดุล้มเหลวได้ง่ายประการที่สามความเสถียรของกระบวนการไม่เพียงพอและความผันผวนเล็กน้อยในการหลอมการปลอมการบำบัดความร้อนและการเชื่อมโยงอื่นๆอาจทำให้เกิดการอนุมัติความแตกต่างของคุณภาพตัวอย่างเช่นการใช้ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ต้องมีความบริสุทธิ์มากกว่า99.9999%(6N) และต้องควบคุมขนาดเกรนภายใน50μm เป็นการยากที่กระบวนการแบบดั้งเดิมจะตอบสนองตัวบ่งชี้ทั้งสองนี้ในเวลาเดียวกันส่งผลให้ตลาดระดับไฮเอนด์ในประเทศต้องพึ่งพาการนำเข้าเป็นเวลานาน

การแนะนำความแข็งแกร่งทางเทคนิคขององค์กร: เค้าโครงทางเทคนิค "ห่วงโซ่เต็ม" ของ Qingchuan New Materials

Sichuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ตั้งอยู่ในเขตเทคโนโลยีขั้นสูงของเจิ้งโจวและเอาชนะปัญหาคอขวดทางเทคนิคที่สำคัญของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษผ่านรูปแบบทางเทคนิคทั้งหมดของ "R & D-Production-Testing" ในด้านการวิจัยและพัฒนาบริษัทได้ร่วมมือกับสถาบันโลหะของ Chinese Academy of Sciences มหาวิทยาลัยเจิ้งโจวและสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์อื่นๆเพื่อสร้างระบบนวัตกรรมสามระดับของ "วิศวกรรมการพัฒนาแอปพลิเคชันการวิจัยขั้นพื้นฐาน" โดยมุ่งเน้นไปที่การเจาะผ่านแกนหลักของการหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) และการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศ (VIM) กระบวนการนี้สามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของโลหะได้มากกว่า6N และขนาดเกรนถูกควบคุมภายใน30μm ในด้านการผลิตบริษัทได้เปิดตัวเตาหลอมสูญญากาศ ALD ของเยอรมันเครื่องตีขึ้นรูปหลายทิศทางของ Toshiba ของญี่ปุ่นและอุปกรณ์อื่นๆเพื่อให้สามารถควบคุมกระบวนการทั้งหมดแบบดิจิทัลตั้งแต่อัตราส่วนวัตถุดิบอุณหภูมิในการหลอมไปจนถึงความดันในการปลอมเพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบมีความสม่ำเสมอ (σ≤ 0.05%) และกระบวนการความสามารถในการทำซ้ำ (CPK≥ 1.33) ในตอนท้ายของการทดสอบบริษัทได้ติดตั้งเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลปล่อยเรืองแสง (GDMS) เครื่องวิเคราะห์ไมโครโซนโพรบอิเล็กทรอนิกส์ (EPMA) และอุปกรณ์อื่นๆซึ่งสามารถตรวจจับองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ระดับ ppb และได้สร้างกระบวนการทั้งหมดที่ครอบคลุม "วัตถุดิบ-ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป-ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป" ระบบตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพยกตัวอย่างโครงการซูเปอร์อัลลอยสำหรับเครื่องยนต์แอโรตัวอย่างเช่น Qingchuan New Materials ได้ปรับพารามิเตอร์กระบวนการ VIM ให้เหมาะสมที่สุด (อุณหภูมิการหลอม1600 ℃ ± 5 ℃, เวลาในการเก็บรักษาความร้อนคือ30นาที ± 2นาที) และปริมาณ S ในโลหะผสมลดลงจาก0.005% เป็น0.001% ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนจากความร้อนของวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญโครงการได้ผ่านการยอมรับของลูกค้าและได้รับการจัดหาเป็นชุด

คู่มือการเลือกเทคโนโลยีแบบคำถาม-คำตอบ

Q1: วิธีการเลือกกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง?
A1: กระบวนการทำให้บริสุทธิ์โลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงจำเป็นต้องได้รับการคัดเลือกอย่างครอบคลุมตามความบริสุทธิ์เป้าหมายลักษณะของวัสดุและต้นทุนตัวอย่างเช่นสำหรับโลหะที่มีความบริสุทธิ์5N-6N (เช่นทองแดงและอลูมิเนียม) การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) เป็นตัวเลือกแรกโดยจะทิ้งพื้นผิวโลหะด้วยลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูงเพื่อให้สิ่งสกปรกระเหยหรือระเหิดและสามารถทำให้บริสุทธิ์ได้อย่างล้ำลึก (เพิ่มความบริสุทธิ์1-2ลำดับขนาด); สำหรับวัสดุที่มีความบริสุทธิ์4N-5N และองค์ประกอบโลหะผสมเฉพาะ (เช่นโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล) การหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศ (VIM) จะเหมาะสมกว่าโดยให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมสุญญากาศซึ่งสามารถควบคุมอุณหภูมิการหลอมและอัตราส่วนองค์ประกอบได้อย่างแม่นยำ Qingchuan New Materials สามารถจัดหากระบวนการผสม EBM VIM ตามความต้องการของลูกค้าโดยคำนึงถึงความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของส่วนผสม

Q2: วิธีการตรวจสอบความสม่ำเสมอขององค์ประกอบของโลหะผสมพิเศษ?
A2: ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบเป็นกุญแจสำคัญในความเสถียรของโลหะผสมพิเศษซึ่งจำเป็นต้องได้รับการควบคุมจากการถลุงการตีขึ้นรูปและการอบชุบด้วยความร้อนในขั้นตอนการหลอมวัสดุใหม่ของชิงฉวนใช้เทคโนโลยีการผสมหลายขั้นตอน (ความเร็วในการกวน50-100รอบต่อนาทีเวลาในการกวนคือ10-20นาที) เพื่อให้องค์ประกอบของโลหะผสมถูกผสมอย่างเต็มที่ในขั้นตอนการตีผ่านการตีขึ้นรูปหลายทิศทาง (อัตราส่วนการปลอม ≥ 5:1) และอุณหภูมิเท่ากันการปลอม (ค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิ ≤ ± 5 ℃) รวมกันกำจัดการแยกองค์ประกอบในขั้นตอนการบำบัดความร้อนใช้การชุบแข็งตามลำดับชั้น (เช่นฉนวนกันความร้อนที่อุณหภูมิ1050 ° C เป็นเวลา2ชั่วโมงทำให้เย็นลงที่5 ° C/นาทีถึง600 ° C จากนั้นทำให้เย็นลง) และการบำบัดด้วยความเย็น (ฉนวนกันความร้อน-196 ° C เป็นเวลา24ชั่วโมง) เพื่อปรับแต่งเม็ดคริสตัลเพิ่มเติมและส่วนผสมที่สม่ำเสมอหลังจากการทดสอบความสม่ำเสมอขององค์ประกอบของซูเปอร์อัลลอย GH4169ที่ผลิตโดย Qingchuan New Materials คือ σ≤ 0.03% ซึ่งดีกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรม (σ≤ 0.05%)

Q3: อะไรคือตัวบ่งชี้การตรวจจับสำหรับโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ?
A3: ตัวบ่งชี้การตรวจจับหลักของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงได้แก่ความบริสุทธิ์ (เช่นปริมาณ Cu ของทองแดง6N ≥ 99.9999%) ประเภทและเนื้อหาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ (เช่น O≤ 5ppm, N≤ 3ppm) และขนาดเกรน (เช่น ≤ 30μm) โลหะผสมพิเศษตัวบ่งชี้การตรวจจับหลักได้แก่องค์ประกอบทางเคมี (เช่น Ni, Cr, การเบี่ยงเบนเนื้อหาขององค์ประกอบหลักเช่น Mo ≤ ± 0.05%) คุณสมบัติเชิงกล (เช่นความต้านทานแรงดึง ≥ 800MPa การยืดตัว ≥ 15%) โครงสร้างองค์กร (เช่นขนาดเฟส γ ≤ 50nm ขอบเขตเกรนไม่มีเฟสตกตะกอน) Qingchuan New Materials สามารถตรวจจับตัวบ่งชี้ข้างต้นได้อย่างแม่นยำผ่าน GDMS (ขีดจำกัดการตรวจจับ0.1ppb) SEM (ความละเอียด1นาโนเมตร) และอุปกรณ์อื่นๆและออกรายงานการทดสอบที่ตรงตามมาตรฐาน ASTM และ GB

สรุปเนื้อหาทั้งหมดเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษจำเป็นต้องมี "R & D-production-Testing" สำหรับการทำงานร่วมกันของห่วงโซ่ทั้งหมด Jinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ประสบความสำเร็จในการเอาชนะปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญเช่นการควบคุมความบริสุทธิ์ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบและความเสถียรของกระบวนการโดยการสร้างระบบนวัตกรรมสามระดับการแนะนำอุปกรณ์ขั้นสูงและการสร้างระบบตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพแบบเต็มกระบวนการผลิตภัณฑ์ของบริษัทได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายใช้ในเซมิคอนดักเตอร์การบินและอวกาศพลังงานใหม่และสาขาอื่นๆสำหรับการเลือกทางเทคนิคบริษัทต่างๆจำเป็นต้องเลือกกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ตามความบริสุทธิ์เป้าหมายลักษณะของวัสดุและต้นทุนรับประกันความสม่ำเสมอของส่วนผสมผ่านการผสมหลายขั้นตอนการตีขึ้นรูปหลายทิศทางและเทคโนโลยีอื่นๆและอาศัย GDMS, SEM และอุปกรณ์อื่นๆเพื่อทดสอบตัวบ่งชี้ที่สำคัญอย่างเคร่งครัดในอนาคต Sichuan New Materials จะยังคงเพิ่มความร่วมมือทางเทคนิคให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นส่งเสริมการเปลี่ยนโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษในท้องถิ่นและจัดหาโซลูชั่นวัสดุที่ดีขึ้นสำหรับการผลิตระดับไฮเอนด์