Lời mở đầu

Trong lĩnh vực chế tạo thiết bị cao cấp, hợp kim chính xác có độ giãn nở cố định sắt-niken là vật liệu then chốt, hiệu suất của nó trực tiếp quyết định độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị. Công ty TNHH Vật liệu mới擎川 (Trịnh Châu) (Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd.) với sự tích lũy nghiên cứu và phát triển sâu rộng cùng quy trình chế tạo tiên tiến, đã đạt được đột phá công nghệ trong lĩnh vực hợp kim có độ giãn nở cố định sắt-niken, cung cấp các giải pháp vật liệu hiệu suất cao cho các ngành hàng không vũ trụ, năng lượng động lực, v.v.

Năng lực kỹ thuật: Đổi mới toàn chuỗi từ thiết kế thành phần đến kiểm soát quy trình

Đội ngũ kỹ thuật của Kình Xuyên Vật Liệu Mới đã phát triển ra một loạt hợp kim sắt-niken có độ giãn nở cố định như 4J42, 4J44,... bằng cách điều khiển chính xác thành phần hợp kim, với hệ số giãn nở nhiệt (CTE) có thể ổn định được kiểm soát trong khoảng 5,5-11,2×10⁻⁶/℃ trong phạm vi 20-400℃, phù hợp chính xác với các loại kính hoặc nền gốm cụ thể. Ví dụ, hợp kim 4J44 bằng cách tối ưu hóa hàm lượng niken (44,5%-45,5%), vẫn có thể duy trì khả năng chống oxy hóa và cường độ cơ học xuất sắc ở nhiệt độ cao 900℃, với cường độ kéo ≥600MPa, cường độ chảy ≥380MPa, độ dãn dài ≥25%, đáp ứng nhu cầu sử dụng lâu dài trong điều kiện công việc khắc nghiệt.

Về mặt kiểm soát công nghệ, Kình Xuyên áp dụng công nghệ kết hợp nung chảy cảm ứng chân không (VIM) + tái nung chảy điện cặn (ESR) để đảm bảo độ tinh khiết và tính đồng nhất thành phần của hợp kim mẹ. Đối với các ứng dụng cao cấp, công nghệ đông kết định hướng và công nghệ đơn tinh thể có thể đạt được tỷ lệ sản phẩm tốt cao cho các vật đúc cấp cánh quạt, công nghệ ép nhiệt đẳng tĩnh (HIP) thì loại bỏ hiệu quả các lỗ rỗnh vi thể, giúp hợp kim vẫn duy trì được độ dẻo và tính năng mỏi vượt trội sau thời gian dài lão hóa. Ví dụ, hợp kim K418 thông qua chế độ xử lý nhiệt luyện + lão hóa, kích thước pha tăng cường γ' được kiểm soát ở cấp nanomet, độ bền kéo dài ở nhiệt độ 1000℃ tăng hơn 30%.

Bố cục công nghệ: Tích hợp sâu sắc từ vật liệu đến giải pháp

Kinh Xuyên New Material không chỉ đơn thuần cung cấp vật liệu mà xây dựng rào cản cốt lõi bằng mô hình "vật liệu + công nghệ + giải pháp". Ma trận sản phẩm của công ty bao gồm các loại hợp kim đẳng trục tinh thể (K418/K419), hợp kim định hướng/đơn tinh thể, cùng với toàn bộ dải sản phẩm từ cường hóa dung dịch đến cường hóa lão hóa, trực tiếp đối chiếu với tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ, Inconel 713C tương ứng với K418). Ví dụ, trong lĩnh vực cánh quạt tua bin hàng không, hợp kim K418 của Kinh Xuyên thông qua công nghệ đúc khuôn chính xác bằng sáp mất nóng, có thể trực tiếp tạo hình cánh quạt rỗng có đường dẫn làm mát khoang bên trong phức tạp, so với công nghệ rèn, hiệu suất nhiệt tăng 15%, tỷ lệ đẩy/trọng lượng tăng 10%.

Đối với lĩnh vực năng lượng và động lực,擎川 (giữ nguyên tên riêng không dịch) đã phát triển giải pháp tích hợp lớp phủ chống ăn mòn nhiệt + vật liệu cơ bản. Ví dụ, trong cánh quạt tua bin khí nặng, hợp kim chuyên dụng của nó có khả năng chống lưu hóa và chống ăn mòn ion clorua tăng 50% ở nhiệt độ 650°C, kéo dài tuổi thọ lên hơn 20.000 giờ. Trong ngành công nghiệp ô tô, hợp kim K418 được ứng dụng hàng loạt vào cánh quạt tăng áp turbo, thông qua khả năng cung cấp đúc chính xác, đảm bảo cung cấp ổn định với số lượng lớn và chi phí hiệu quả, giảm chi phí hơn 30% và rút ngắn thời gian giao hàng 40%.

Kinh nghiệm ứng dụng: Thực tiễn thành công từ phòng thí nghiệm đến công nghiệp hóa

Thành tựu công nghệ của Kình Xuyên Vật Liệu Mới đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, hợp kim 4J42 của họ được sử dụng để sản xuất vỏ bao bì cho các thiết bị điện chân không như ống vi sóng, ống từ kích, thông qua xử lý oxy hóa trước tạo thành màng oxy hóa màu xám xanh đậm 3-7μm, thực hiện kết nối kín khí với thủy tinh, tỷ lệ rò rỉ khí thấp hơn 1×10⁻¹⁰ Pa·m³/s. Trong lĩnh vực đóng gói bán dẫn, hợp kim 4J45 được sử dụng làm chân cắm niêm phong quan trọng, ứng dụng trong đóng gói gốm hoặc thủy tinh của các thiết bị như dao động tinh thể, mạch tích hợp, trong thử nghiệm nhiệt chu kỳ từ -55℃ đến 150℃, bộ phận đóng gói không bị nứt, độ tin cậy tăng 200%.

Lấy một dự án động cơ máy bay làm ví dụ, cánh quạt turbine đơn tinh thể K419 do擎川 sản xuất bằng công nghệ đông kết định hướng có độ bền kéo dài ở nhiệt độ 1050℃ đạt 400MPa, khả năng chống creep vượt trội hơn 15% so với vật liệu nhập khẩu, thay thế thành công vật liệu nhập khẩu, thực hiện đột phá trong việc sản xuất trong nước. Trong một dự án động cơ đốt nhiên liệu mặt đất, công nghệ phủ chống ăn mòn nhiệt của công ty đã kéo dài tuổi thọ cánh quạt từ 8000 giờ lên tới 15000 giờ, giảm 40% chi phí bảo trì.

Lời kết

Công ty TNHH Vật liệu mới Kình Xuyên (Trịnh Châu) đã đưa hợp kim chính xác có độ giãn nở cố định sắt-niken từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng công nghiệp hóa thông qua đổi mới công nghệ liên tục và kiểm soát chất lượng toàn chuỗi. Mô hình "vật liệu + công nghệ + giải pháp" của công ty không chỉ giải quyết được sự phụ thuộc vào vật liệu nhập khẩu của các thiết bị cao cấp mà còn cung cấp cho ngành công nghiệp lựa chọn vật liệu có hiệu suất chi phí cao và độ tin cậy cao thông qua bí quyết công nghệ sâu sắc và lợi thế chuỗi cung ứng tại địa phương. Trong tương lai, Kình Xuyên sẽ tiếp tục đi sâu vào lĩnh vực hợp kim nhiệt độ cao, thúc đẩy khoa học vật liệu phát triển theo hướng hiệu suất cao hơn và xanh hơn.