I. Nền tảng kỹ thuật và vị thế công nghiệp

Hợp kim chính xác mở rộng cố định Fe-niken là một loại vật liệu chức năng đạt được hệ số mở rộng cụ thể bằng cách kiểm soát chính xác hàm lượng niken, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, bao bì điện tử, dụng cụ chính xác. Giá trị cốt lõi của nó là giải quyết vấn đề niêm phong và kết nối trong môi trường nhiệt độ cao thông qua việc kết hợp mở rộng nhiệt của vật liệu với các vật liệu không đồng nhất như thủy tinh và gốm sứ. Là một doanh nghiệp chuyên nghiệp trong lĩnh vực hợp kim đặc biệt trong nước, dựa vào lợi thế vị trí của Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Trịnh Châu, nó đã xây dựng toàn bộ khả năng chuỗi công nghiệp từ luyện kim loại có độ tinh khiết cao đến xử lý chính xác hợp kim đặc biệt, trở thành một trong những

II, bố cục công nghệ và sức mạnh nghiên cứu và phát triển

1. Thiết kế thành phần và tối ưu hóa quy trình
Bằng cách điều chỉnh hàm lượng niken (ví dụ, hàm lượng niken trong hợp kim 4J42 khoảng 42%), kết hợp với các nguyên tố gia cố như nhôm và titan, vật liệu mới của Kikawa đạt được kiểm soát chính xác hệ số giãn nở tuyến tính trong phạm vi nhiệt độ 20-400 ° C (4.0-7. 5 × 10 ° C / ° C). Quá trình nóng chảy cảm ứng chân không (VIM) + nóng chảy lại điện cặn (ESR) của nó có thể kiểm soát hàm lượng khí dưới 0,001%, cải thiện đáng kể độ tinh khiết và tính đồng nhất của thành phần của hợp kim. Ví dụ, trong quá trình phát triển hợp kim nhiệt độ cao đúc dựa trên niken K418, kích thước pha gia cố được kiểm soát ở 50-100 nm thông qua công nghệ đông đặc định hướng, làm cho độ bền lâu dài của vật liệu tăng 30

2. Hệ thống kiểm soát chất lượng toàn bộ quy trình
Công ty được trang bị máy quang phổ đọc trực tiếp, đầu dò điện tử và các thiết bị phân tích khác, thực hiện 16 thử nghiệm thành phần hóa học trên mỗi lô nguyên liệu thô, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn ASTM B162. Trong quá trình xử lý nhiệt, sử dụng hệ thống hai giai đoạn dung dịch rắn + thời gian, thông qua kiểm soát hình thái kết tủa của pha gamma '' (Ni Nb), hợp kim GH4169 duy trì hiệu suất toàn diện tuyệt vời trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -253 ° C đến 650 ° C. Ví dụ, thanh GH4169 cho đĩa tuabin được sản xuất, sau 1000 giờ thời gian dài, độ bền năng suất nhiệt độ phòng vẫn là ≥ 860MPa, đạt đến cấp độ đầu tiên quốc tế.

3. Phát triển tùy chỉnh kịch bản ứng dụng
Đối với lĩnh vực hàng không vũ trụ, Kikawa đã phát triển hợp kim đặc biệt cho cánh tuabin K418 / K419, loại bỏ sự lỏng lẻo vi mô thông qua công nghệ ép đẳng tĩnh nhiệt (HIP), làm cho tỷ lệ đủ điều kiện của lưỡi dao tăng lên 98% và chi phí giảm 35% so với vật liệu nhập khẩu. Trong lĩnh vực đóng gói điện tử, hợp kim mở rộng cố định 4J42 của nó tạo thành kết hợp gravới hợp kim Kovar (chứa 29% niken), được áp dụng thành công vào vòng niêm phong mô-đun quang học của trạm gốc 5G, giải quyết vấn đề rò rỉ vi mô do ứng suất nhiệt.

III, Trường hợp ứng dụng công nghiệp và xác minh hiệu quả

1. Thay thế nội địa hóa đĩa tuabin động cơ hàng không
Một công ty hàng không đã sử dụng hợp kim Kikawa GH4169 để thay thế vật liệu nhập khẩu, bằng cách tối ưu hóa các thông số quy trình rèn (nhiệt độ rèn ban đầu là 1120 ° C và nhiệt độ rèn cuối cùng là 980 ° C), kích thước hạt của đĩa tuabin được kiểm soát ở mức ASTM 5-6, tuổi thọ mệt mỏi đạt 10 chu kỳ mà không bị hỏng, đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn độ tin cậy hàng không CCAR-25. Dự án tiết kiệm chi phí mua hàng hơn 20 triệu nhân dân tệ và thời gian giao hàng được rút ngắn 40%.

2. Phương pháp tích hợp lớp phủ chống ăn mòn nhiệt cho lưỡi tuabin khí
Đối với các thành phần nhiệt độ cao của tuabin khí mặt đất, Kikawa đã phát triển hệ thống lớp phủ K418 + MCrAlY, thông qua công nghệ phun lửa siêu âm (HVOF) để làm cho độ bền liên kết của lớp phủ ≥ 70MPa, sau khi thử nghiệm phun muối ở 650 ° C và 1000 giờ, tốc độ ăn mòn chỉ 0,02mm / a, tăng gấp 5 lần so với vật liệu truyền thống. Phương pháp này đã được áp dụng cho tuabin khí 300MW của một công ty năng lượng, giảm thời gian ngừng hoạt động và sửa chữa 120 giờ mỗi năm.

Tóm tắt lợi thế công nghệ và triển vọng ngành

Khả năng cạnh tranh cốt lõi kỹ thuật của vật liệu mới của Kikawa được thể hiện ở ba khía cạnh: một là đạt được kiểm soát chính xác thành phần thông qua kết hợp nấu chảy VIM + ESR; hai là dựa vào các quy trình tiên tiến như đông đặc định hướng, ép đẳng tĩnh nóng để cải thiện hiệu suất vật liệu; ba là xây dựng hệ thống dịch vụ toàn bộ quy trình "vật liệu - xử lý nhiệt - gia công" để đáp ứng nhu cầu tùy chỉnh của khách hàng. Với việc cải thiện yêu cầu về độ tin cậy của vật liệu đối với thiết bị cao cấp, công ty đang tăng cường đầu tư nghiên cứu và phát triển trong các lĩnh vực hợp kim đơn tinh thể, bột hợp kim nhiệt độ cao để in 3D, v.v., dự kiến sẽ hình thành ma trận sản phẩm đầy đủ bao gồm "đúc + biến dạng + luyện