1. Bối cảnh kỹ thuật và định vị ngành

Là một loại vật liệu chức năng có hệ số giãn nở nhiệt cụ thể, hợp kim chính xác giãn nở không đổi sắt-niken được sử dụng rộng rãi trong bao bì điện tử, dụng cụ chính xác, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác. Đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của thiết bị cao cấp về độ ổn định kích thước. Là một doanh nghiệp chuyên nghiên cứu và phát triển và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao và hợp kim đặc biệt, Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Trịnh Châu) đã xây dựng một hệ thống công nghệ toàn bộ quy trình bao gồm thiết kế, nấu chảy, đúc và thử nghiệm vật liệu dựa trên lợi thế vị trí của Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Trịnh Châu., Trở thành một học viên kỹ thuật trong lĩnh vực hợp kim mở rộng cố định sắm-niken.

2. Bố cục công nghệ cốt lõi và lợi thế quy trình

1. Thiết kế và tối ưu hóa thành phần vật liệu
Vật liệu mới của Qingchuan đã thiết lập mô hình tính toán nhiệt động lực học và hệ thống xác minh thực nghiệm để điều chỉnh chính xác tỷ lệ sắt, niken, coban và các nguyên tố khác, đồng thời phát triển các nhãn hiệu điển hình như Niromei42(4J42). Lấy Niromei42 làm ví dụ, hàm lượng niken của nó được kiểm soát ở mức 39,5%-40,5% và hàm lượng sắt là biên độ. Bằng cách thêm một lượng nhỏ molypden, titan và các nguyên tố khác, hệ số giãn nở tuyến tính là ≤ 1,5 × 10 trong khoảng nhiệt độ từ-60 ℃ đến 200 ℃./℃, đáp ứng các yêu cầu về khả năng tương thích nhiệt của việc niêm phong các linh kiện điện tử. Độ bền chảy của hợp kim là ≥ 345MPa, độ giãn dài là ≥ 22%, và nó có cả tính chất cơ học và tính chất xử lý.

2. Kiểm soát quá trình nấu chảy và đúc
Công ty áp dụng quy trình kết hợp kép nấu chảy lại xỉ cảm ứng chân không (VIM) (ESR) để giảm hiệu quả hàm lượng khí (oxy ≤ 15ppm, nitơ ≤ 10ppm) và mức độ tạp chất phi kim loại (tạp chất loại A ≤ 1,5) trong hợp kim. Cải thiện độ tinh khiết và tính đồng nhất của vật liệu. Đối với các bộ phận kết cấu phức tạp, công nghệ đúc chính xác đầu tư được giới thiệu để kiểm soát định hướng hạt thông qua quá trình đông đặc định hướng và giảm biến dạng do ứng suất nhiệt. Dung sai kích thước của vật đúc có thể đạt ± 0,05mm và độ nhám bề mặt Ra ≤ 1,6μm.

3. Công nghệ xử lý nhiệt và xử lý sau
Thông qua xử lý dung dịch rắn (1050 ℃ ± 10 ℃, làm nguội bằng nước sau khi giữ nhiệt trong 2 giờ) và xử lý lão hóa (480 ℃ ± 5 ℃, làm mát không khí sau khi giữ nhiệt trong 4 giờ), điều chỉnh kích thước của pha gamma '(Ni' (Al,Ti)) Và phân phối, hợp kim vẫn duy trì hiệu suất chống rão tuyệt vời sau thời gian dài (tỷ lệ rão 750 ℃/100h ≤ 0,1%). Kết hợp với công nghệ đẳng tĩnh nhiệt (HIP) để loại bỏ vi lỏng, và cải thiện hơn nữa tỷ trọng của vật đúc (≥ 99,9%) và tuổi thọ mỏi (≥ 1 × 10 lần).

3. Các trường hợp ứng dụng ngành và xác minh hiệu quả

1. Lĩnh vực hàng không vũ trụ: chế tạo cánh tuabin
Qingchuan New Materials cung cấp cho một công ty động cơ hàng không các hợp kim đúc nhiệt độ cao tăng cường kết tủa dựa trên niken K418, thay thế vật liệu nhập khẩu để sản xuất cánh tuabin. Bằng cách tối ưu hóa hàm lượng pha gamma '(40%-45%) và kích thước hạt (ASTM 4-6), độ bền của lưỡi dao ở 900 ° C sẽ tăng 15%, hiệu suất chống rão tăng 20% và chi phí sẽ giảm 30%. Chu kỳ giao hàng được rút ngắn xuống còn 60% chu kỳ nhập khẩu ban đầu.

2. Lĩnh vực đóng gói điện tử: sản xuất khung chính xác
Để đáp ứng nhu cầu của các trạm cơ sở truyền thông 5G về khung mở rộng thấp, Qingchuan đã phát triển khung hợp kim Niromei42. Thông qua quá trình dập chính xác và xử lý bề mặt mạ niken, hệ số giãn nở nhiệt của khung và đế gốm được khớp (chênh lệch CTE ≤ 2 × 10 ⁻ ⁶/℃), độ tin cậy đóng gói Tăng 40%, tỷ lệ năng suất sản phẩm tăng từ 85% lên 95%.

3. Năng lượng và điện lĩnh vực: Các bộ phận tuabin khí
Cung cấp hướng dẫn tuabin đông đặc định hướng cho một công ty tuabin khí hạng nặng, sử dụng công nghệ đúc đơn tinh thể để kiểm soát định hướng hạt, tăng 25% hiệu suất chống oxy hóa của các bộ phận ở nhiệt độ cao 1050 ℃ và kéo dài tuổi thọ chống ăn mòn nhiệt lên 1,8 lần nguyên liệu thô. Thời gian chạy liên tục vượt quá 8.000 giờ.

4. Hệ thống hỗ trợ kỹ thuật và khả năng R & D

1. Thiết bị và khả năng phát hiện
Công ty được trang bị máy phân tích quang phổ nhập khẩu từ Đức, kính hiển vi điện tử quét điện tử Nhật Bản (SEM), lò đẳng tĩnh nhiệt của Mỹ và các thiết bị khác, có thể phát hiện đầy đủ các thành phần hợp kim, cấu trúc vi mô và các tính chất cơ học. Trong số đó, độ chính xác phát hiện của máy quang phổ đọc trực tiếp là ± 0,01% và độ phân giải SEM là 1nm, cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho việc tối ưu hóa quy trình.

2. Cơ chế hợp tác công nghiệp-đại học-nghiên cứu
Thành lập các phòng thí nghiệm chung với Viện Kỹ thuật Quy trình của Học viện Khoa học Trung Quốc và Trường Vật liệu của Đại học Trịnh Châu để thực hiện "Nghiên cứu về các công nghệ then chốt để chuẩn bị bột hợp kim nhiệt độ cao" và các dự án khác, đã đăng ký hơn 50 bằng sáng chế (bao gồm 1 bằng sáng chế quốc tế) và tham gia xây dựng 3 tiêu chuẩn ngành. Thực hiện 2 đề tài nghiên cứu khoa học cấp tỉnh trở lên.

3. Năng lực cung cấp dịch vụ theo yêu cầu
Dựa trên mô hình "giải pháp quy trình vật liệu", nó cung cấp các dịch vụ toàn bộ quy trình từ mô hình 3D, thiết kế khuôn mẫu đến hậu xử lý. Ví dụ, việc phát triển một cánh quạt tăng áp cho một công ty ô tô nhất định, thông qua mô phỏng và tối ưu hóa cấu trúc kênh dòng chảy, hiệu suất của cánh quạt tăng 8% và tiếng ồn giảm 3dB, đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn khí thải Quốc gia VI.

5. Triển vọng công nghệ và giá trị ngành

Sự phát triển công nghệ của hợp kim chính xác giãn nở cố định sắt-niken đang phát triển theo hướng có độ chính xác cao hơn, chi phí thấp hơn và các kịch bản ứng dụng rộng hơn. Thông qua việc liên tục đầu tư các nguồn lực nghiên cứu và phát triển, tối ưu hóa thiết kế thành phần, quy trình nấu chảy và công nghệ hậu xử lý, Qingchuan New Materials đã hình thành một giải pháp hoàn chỉnh bao gồm hàng không vũ trụ, bao bì điện tử, năng lượng và điện. Trong tương lai, công ty sẽ tiếp tục hợp tác sâu rộng với thượng nguồn và hạ nguồn của chuỗi công nghiệp, thúc đẩy hợp tác đổi mới hiệu suất vật liệu và quy trình sản xuất, hỗ trợ kỹ thuật cho việc nội địa hóa thiết bị cao cấp và giúp chuyển đổi sản xuất của Trung Quốc sang "sản xuất thông minh" của Trung Quốc.