1.บทนำ: มูลค่าทางเทคนิคของโลหะผสมปิดผนึกที่ขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิล

โลหะผสมปิดผนึกการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลเป็นโลหะผสมชนิดพิเศษที่ตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของแก้วเซรามิกและวัสดุอื่นๆโดยการควบคุมปริมาณนิกเกิลอย่างแม่นยำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์การบินและอวกาศพลังงานและพลังงานและสาขาอื่นๆคุณสมบัติหลักได้แก่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำมากประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ยอดเยี่ยมและเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงในฐานะองค์กรที่เชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนาและการผลิตโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงและโลหะผสมพิเศษ Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ได้สร้างระบบเทคโนโลยีแบบครบวงจรที่ครอบคลุมการออกแบบวัสดุเทคโนโลยีการหลอมและการประมวลผลที่มีความแม่นยำโดยอาศัยข้อได้เปรียบด้านสถานที่ตั้งของเขตพัฒนาอุตสาหกรรมไฮเทคเจิ้งโจว, ให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลในท้องถิ่น

2.เค้าโครงทางเทคนิค: ความก้าวหน้าอย่างเป็นระบบตั้งแต่การออกแบบวัสดุไปจนถึงการควบคุมกระบวนการ

1. การเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบของวัสดุ
Qingchuan New Materials ได้พัฒนาชุดโลหะผสม4J42, 4J45, 4J50, 4J52และองค์ประกอบอื่นๆโดยการปรับปริมาณนิกเกิล (44.5%-52.5%) และคาร์บอนติดตาม (≤ 0.05%) และแมงกานีส (≤ 0.80%) ตัวอย่างเช่นการใช้โลหะผสม4J52ปริมาณนิกเกิลจะถูกควบคุมที่51.5%-52.5% และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ในช่วงอุณหภูมิ20-300 ℃ ถึง9.8-11.0 × 10 ⁻ ⁶ ℃ ⁻ ¹ ¹ ซึ่งสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของแก้วตะกั่วอ่อนการจับคู่ช่วยลดความเครียดจากความร้อนของอินเทอร์เฟซการปิดผนึกได้อย่างมาก

2. นวัตกรรมกระบวนการหลอม
กระบวนการคู่ของการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศ (VIM) Electroplagent (ESR) ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมปริมาณก๊าซและการรวมอย่างมีประสิทธิภาพตัวอย่างเช่นในการผลิตโลหะผสม4J50ปริมาณออกซิเจนจะลดลงต่ำกว่า15ppm ผ่านกระบวนการ VIM และการหลอมจะถูกทำให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นเมื่อรวมกับกระบวนการ ESR เพื่อให้ความบริสุทธิ์ของโลหะผสมไปถึงระดับขั้นสูงในระดับสากลกระบวนการนี้สามารถลดข้อบกพร่องของรูพรุนในระหว่างกระบวนการปิดผนึกและปรับปรุงความหนาแน่นของวัสดุ

3. การเพิ่มประสิทธิภาพระบบบำบัดความร้อน
สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน Qingchuan New Materials ได้กำหนดแผนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันยกตัวอย่างโลหะผสม4J45ระบบบำบัดความร้อนมาตรฐานคือการให้ความร้อนที่900 ° C ± 20 ° C ในบรรยากาศไฮโดรเจนและทำให้เย็นลงต่ำกว่า200 ° C ในอัตรา ≤ 5 ° C/นาทีหลังจากผ่านไป1ชั่วโมงระบบนี้สามารถปรับแต่งขนาดเกรนเป็น ASTM 8-10ปรับปรุงประสิทธิภาพการเจาะลึกและการยืดของวัสดุและตอบสนองความต้องการในการประมวลผลของชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อน

3.การประยุกต์ใช้: การเชื่อมโยงไปถึงเทคโนโลยีจากห้องปฏิบัติการไปสู่อุตสาหกรรม

1. สาขาการบินและอวกาศ: การปิดผนึกใบพัดกังหัน
ในการผลิตใบกังหันเครื่องยนต์แอโรบางประเภทโลหะผสม4J50ที่จัดหาโดย Qingchuan New Materials ได้ตระหนักถึงการขึ้นรูปช่องระบายความร้อนที่แม่นยำของช่องระบายความร้อนด้านในของใบมีดผ่านการออกแบบที่เข้ากันกับแกนเซรามิกหลังจากการทดสอบวัสดุยังคงรักษาความแข็งแรงของผลผลิต0.2% ≥ 350MPa ที่อุณหภูมิสูง850 ° C และค่าเบี่ยงเบนระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนกับแกนเซรามิกคือ ≤ 1.5 × 10 ⁻ ℃ ° C ⁻ ปัจจุบันโปรแกรมนี้ได้เปลี่ยนวัสดุที่นำเข้าและลดต้นทุนของเครื่องยนต์เดียวลง28%

2. ฟิลด์บรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์: ผู้ให้บริการชิปที่เชื่อถือได้สูง
เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีชื่อเสียง Qingchuan New Materials ได้พัฒนาผู้ให้บริการชิปที่ใช้โลหะผสม4J42ด้วยการปรับปริมาณนิกเกิลของโลหะผสมให้เหมาะสม (42%-43%) ระดับการจับคู่ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและชิปซิลิกอน (3.2 × 10 ⁻ ℃ ⁶ ¹ ¹ ¹) จะเพิ่มขึ้น40% การใช้งานจริงแสดงให้เห็นว่าอัตราความล้มเหลวของชิปที่ใช้วัสดุนี้ในการทดสอบวัฏจักรอุณหภูมิ-40 ° C ถึง125 ° C ลดลง31% ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ

3. พลังงานและพลังงาน: แหวนปิดผนึกกังหันก๊าซ
ในการผลิตแหวนปิดผนึกกังหันก๊าซสำหรับงานหนัก Qingchuan New Materials ใช้เทคโนโลยีการกดแบบไอโซสแตสแตช (HIP) แบบผสม4J52เพื่อกำจัดการคลายตัวของไมโคร (ความพรุน ≤ 0.1%) ภายในวัสดุหลังจากการทดสอบที่อุณหภูมิสูงและยาวนาน10,000ชั่วโมงอายุการใช้งานของการแตกหักแบบคืบของข้อต่อซีลที่650 ° C และ200MPa ถึง1,200ชั่วโมงถึงระดับสากลของผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันซึ่งให้การรับประกันวัสดุที่สำคัญสำหรับความเป็นอิสระของกังหันก๊าซในประเทศ

4.ข้อดีทางเทคนิค: อัพเกรดจากวัสดุเดียวไปสู่โซลูชันระบบ

1. ความสามารถในการควบคุมคุณภาพทั้งกระบวนการ
Qingchuan New Materials มีห้องปฏิบัติการที่สมบูรณ์ซึ่งครอบคลุมการวิเคราะห์สเปกตรัมการทดสอบโลหะและการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลซึ่งสามารถตรวจสอบองค์ประกอบของวัสดุขนาดเกรนและความหนาแน่นของอากาศแบบปิดผนึกแบบเรียลไทม์ตัวอย่างเช่นในการผลิตโลหะผสม4J50ความแม่นยำในการตรวจจับปริมาณนิกเกิลจะเพิ่มขึ้นเป็น ± 0.02% โดยวิธีการเลี้ยวเบนของเลเซอร์เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของประสิทธิภาพของวัสดุแต่ละชุด

2. ความสามารถในการบริการที่กำหนดเอง
ตามความต้องการของลูกค้า Qingchuan New Materials สามารถให้บริการแบบครบวงจรตั้งแต่การเลือกวัสดุการออกแบบแม่พิมพ์ไปจนถึงหลังการแปรรูปยกตัวอย่างโครงการใบพัดเทอร์โบชาร์จเจอร์รถยนต์บริษัทได้ปรับปริมาณแมงกานีสของโลหะผสม4J48 (0.6%-0.7%) เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานความล้าทางความร้อนในช่วงอุณหภูมิ-40 ° C ถึง400 ° C 25% ความต้องการของลูกค้าสำหรับความเร็วสูงและสภาวะอุณหภูมิสูง

3. นวัตกรรมการทำงานร่วมกันระหว่างอุตสาหกรรมมหาวิทยาลัยและการวิจัย
Qingchuan New Materials ได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการร่วมกับมหาวิทยาลัยเจิ้งโจวและสถาบันวิศวกรรมกระบวนการของ Chinese Academy of Sciences เพื่อมุ่งเน้นไปที่กลไกการเสริมสร้างความแข็งแรงและความเหนียวของซูเปอร์อัลลอยด์ตัวอย่างเช่นด้วยการแนะนำเทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพของเฟสแกมมา 'ระดับนาโน (Ni₃ Al (Ti)) ความแข็งแรงที่ทนทานของโลหะผสม4J50ที่750 ° C จะเพิ่มขึ้นเป็น380MPa ซึ่งเพิ่มขึ้น18% เมื่อเทียบกับกระบวนการดั้งเดิมผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องได้ยื่นขอสิทธิบัตรการประดิษฐ์3ฉบับและรวมอยู่ในมาตรฐานอุตสาหกรรมของ "คู่มือการใช้วัสดุซูเปอร์อัลลอยด์"

5.สรุป: นวัตกรรมวัสดุขับเคลื่อนการอัพเกรดการผลิตระดับไฮเอนด์

โลหะผสมปิดผนึกที่ขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลถูกใช้เป็น "สะพาน" สำหรับการเชื่อมต่อวัสดุที่แตกต่างกันและประสิทธิภาพของมันจะกำหนดความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์โดยตรงด้วยนวัตกรรมที่เป็นระบบในการออกแบบวัสดุการควบคุมกระบวนการและบริการแอปพลิเคชัน Qingchuan New Materials ไม่เพียงแต่ตระหนักถึงการทดแทนโลหะผสมประเภทนี้ในท้องถิ่นเท่านั้นแต่ยังส่งเสริมการใช้งานขนาดใหญ่ในด้านการบินและอวกาศบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานและพลังงานในอนาคตด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับความแม่นยำในการจับคู่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุและความเสถียรของอุณหภูมิสูง Qingchuan New Materials จะยังคงพัฒนาเทคโนโลยีให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและจัดหาโซลูชันวัสดุที่ดีขึ้นสำหรับการผลิตระดับไฮเอนด์