Giới thiệu: Những thách thức cốt lõi của công nghệ niêm phong và nhu cầu đổi mới vật liệu

Trong lĩnh vực sản xuất hàng không vũ trụ, bao bì bán dẫn và dụng cụ cao cấp, độ tin cậy của kết nối niêm phong không khí trực tiếp quyết định hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị. Việc niêm phong kim loại truyền thống và gốm / thủy tinh thường dẫn đến nồng độ ứng suất giao diện do hệ số giãn nở nhiệt không phù hợp, dẫn đến rò rỉ không khí hoặc hỏng cấu trúc. Hợp kim giãn nở cố định Fe-niken thông qua điều chỉnh chính xác thành phần hóa học, đạt được sự phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh cứng, gốm sứ oxit nhôm và các vật liệu khác, trở thành vật liệu quan trọng để giải quyết vấn đề này. Công ty TNHH Vật liệu mới (Trịnh Châu), dựa vào sự tích lũy nghiên cứu và phát triển của mình trong lĩnh vực kim loại có độ tinh khiết cao và hợp kim đặc biệt, đã xây dựng một hệ thống

Phân tích kỹ thuật: Nguyên tắc cốt lõi và kiểm soát quy trình của hợp kim mở rộng cố định Fe-Ni

Đặc tính cốt lõi của hợp kim mở rộng không đổi Fe-niken nằm ở khả năng kiểm soát chính xác hệ số mở rộng nhiệt (CTE). Lấy hợp kim 4J50 làm ví dụ, hệ số mở rộng tuyến tính trung bình của nó trong khoảng 20-400 ° C là (9,4 ~ 9,8) × 10 / ° C, rất phù hợp với thủy tinh mềm của nhóm molypden (ví dụ như DM-308), tỷ lệ rò rỉ sau khi niêm phong có thể thấp hơn 1 × 10.

1. Kiểm soát chính xác thành phần hóa học

Hàm lượng niken trong hợp kim được kiểm soát từ 44,5% ~ 45,5% và hàm lượng carbon thấp hơn 0,05% để giảm ảnh hưởng của lượng mưa cacbua lên hệ số giãn nở. Thông qua quá trình kết hợp nấu chảy cảm ứng chân không (VIM) + nấu chảy lại điện xỉ (ESR), tính đồng nhất của thành phần được đảm bảo và tránh biến động hiệu suất do phân tách cục bộ.

2. Tối ưu hóa chế độ xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt hai giai đoạn được áp dụng: ủ hydro ở 900 ° C để loại bỏ ứng suất xử lý và kích hoạt bề mặt, sau đó ủ ổn định ở 850 ° C, làm cho tổ chức biến thành một cấu trúc austenit duy nhất và loại bỏ nguy cơ chuyển pha. Đối với các hợp kim nhiệt độ cao đúc như K418, kích thước và sự phân bố của pha tăng cường (Ni (Al, Ti)) được kiểm soát thông qua xử lý dung dịch rắn + thời gian để cải thiện độ bền lâu dài ở nhiệt độ cao.

3. Gia công chính xác và xử lý bề mặt

Trước khi niêm phong, bề mặt hợp kim cần phải được rửa axit (dung dịch axit clohylic 25%, 70 ° C) để loại bỏ lớp da oxy hóa, sau đó sử dụng hàn hồ quang argon hoặc hàn để đạt được kết nối với các kim loại khác. Kình Xuyên được trang bị trung tâm gia công liên kết 5 trục, có thể thực hiện kiểm soát dung sai niêm phong trong vòng ± 0,01mm, đáp ứng yêu cầu của bao bì bán dẫn về độ chính xác chiều.

Trường hợp thực tế: Thay thế bản địa hóa cho niêm phong cảm biến hàng không vũ trụ

Một công ty hàng không vũ trụ ban đầu sử dụng cảm biến con quay hồi chuyển đóng gói hợp kim 4J33 nhập khẩu, có vấn đề về chu kỳ cung cấp dài và chi phí cao. Kikawa thực hiện thay thế trong nước thông qua các bước sau:

STEP1: Phát triển tùy chỉnh vật liệu

Theo phạm vi nhiệt độ làm việc của cảm biến (-60 ° C ~ 450 ° C), điều chỉnh hàm lượng coban trong hợp kim đến 8,5% ~ 9,5%, tối ưu hóa đường cong hệ số giãn nở nhiệt và đảm bảo phù hợp với vỏ gốm oxit nhôm. Sau khi thử nghiệm, CTE của hợp kim tùy chỉnh trong phạm vi 20 ° C là (6,8 ~ 7,2) × 10 ° C / ° C, độ lệch so với hệ số giãn nở gốm là dưới 5%.

STEP2: Giao hàng đúc chính xác

Dựa trên mô hình 3D do khách hàng cung cấp, Kikawa sử dụng quy trình đúc chính xác đầu tư để sản xuất vỏ cảm biến, loại bỏ vi lỏng lẻo thông qua công nghệ ép đẳng tĩnh nóng (HIP) và năng suất đúc được tăng lên 98%. So với vật liệu nhập khẩu, chi phí hợp kim trong nước giảm 32% và thời gian giao hàng được rút ngắn 45 ngày.

STEP3: Xác minh độ tin cậy lâu dài

Trong môi trường thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt mô phỏng tiến hành 1000 lần kiểm tra chu kỳ, các bộ phận niêm phong không xuất hiện hiện tượng rò rỉ không khí hoặc nứt, tuổi thọ mệt mỏi đạt 1,2 lần vật liệu nhập khẩu. Hiện tại, phương pháp này đã được áp dụng cho hệ thống định vị quán tính của nhiều doanh nghiệp hàng không vũ trụ, tổng cộng giao hàng hơn 5.000 bộ phận.

Bố trí kỹ thuật: Khả năng chuỗi đầy đủ từ vật liệu đến giải pháp

Lợi thế công nghệ của Kikawa không chỉ được phản ánh trong hiệu suất vật liệu mà còn ở phương thức tích hợp "vật liệu + quy trình + dịch vụ":

1. Ma trận sản phẩm nhiều thương hiệu

Bao gồm các tinh thể cân bằng (K418 / K419), đông đặc định hướng và hợp kim tinh thể đơn, đáp ứng các yêu cầu của các kịch bản nhiệt độ và ứng suất khác nhau. Ví dụ, hợp kim K418 có độ bền lâu dài 200 MPa ở 900 ° C, phù hợp với cánh tuabin động cơ hàng không; hợp kim 4J45 tập trung vào các gói chất bán dẫn, có đặc tính mở rộng thấp có thể tránh tổn thương ứng suất nhiệt của chip và khung dẫn.

2. Hệ thống kiểm soát chất lượng toàn bộ quy trình

Từ kiểm tra nguyên liệu đến sản phẩm hoàn thành, thực hiện 12 nút kiểm soát chất lượng, bao gồm phân tích quang phổ, kiểm tra kim loại và kiểm tra độ kín không khí. Được trang bị kính hiển vi điện tử quét (SEM) và máy quang phổ năng lượng (EDS), có thể phân tích cấu trúc vi mô của giao diện niêm phong, cung cấp hỗ trợ dữ liệu để tối ưu hóa quy trình.

3. Dịch vụ tùy chỉnh đáp ứng nhanh

Để đáp ứng nhu cầu nghiên cứu và phát triển của lô hàng nhỏ và nhiều loại, Kikawa cung cấp dịch vụ "lấy mẫu nhanh 72 giờ", dự đoán trước hiệu suất niêm phong thông qua mô phỏng kỹ thuật số và giảm chi phí sản xuất thử nghiệm. Ví dụ, thành phần máy dò chân không hợp kim 4J50 được tùy chỉnh cho một công ty thiết bị y tế, chỉ mất 15 ngày từ thiết kế đến giao hàng, giúp khách hàng nắm bắt cơ hội thị trường.

Kết luận: Đổi mới vật liệu thúc đẩy nâng cấp sản xuất cao cấp

Bước đột phá công nghệ của hợp kim mở rộng cố định sắt-niken về cơ bản là sự tích hợp sâu sắc của khoa học vật liệu và sản xuất chính xác. Thông qua việc liên tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, tối ưu hóa quy trình và dịch vụ hoàn hảo, vật liệu mới của Kikawa không chỉ giải quyết vấn đề "kẹt cổ" của thiết bị cao cấp mà còn thúc đẩy sự phát triển của công nghệ niêm phong theo hướng độ tin cậy cao hơn và chi phí thấp hơn. Trong tương lai, với sự phát triển nhanh chóng của 5G, năng lượng mới và các lĩnh vực khác, nhu cầu về vật liệu hợp kim tùy chỉnh sẽ tiếp tục tăng lên, và thực tiễn công nghệ của Kik