I. Bối cảnh kỹ thuật và định vị ngành

Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. là một doanh nghiệp công nghệ cao tập trung vào R & D và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao, hợp kim đặc biệt và các sản phẩm liên quan. Công ty nằm trong Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Trịnh Châu, dựa vào các xưởng tiêu chuẩn hiện đại và dây chuyền sản xuất tiên tiến, đã hình thành một hệ thống công nghệ toàn quy trình bao gồm thiết kế hợp kim đặc biệt, gia công chính xác và kiểm tra chất lượng. Trong số đó, Aloy46, là một trong những sản phẩm cốt lõi của nó, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, thiết bị năng lượng và dụng cụ chính xác với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, ổn định nhiệt độ cao và hiệu suất cơ học.

2. Phân tích kỹ thuật của hợp kim đặc biệt Alloy46

Alloy46 là một hợp kim đặc biệt dựa trên niken có thành phần hóa học bao gồm niken (Ni)≥ 58%, crom (Cr)20-23%, molypden (Mo)8-10%, và thêm một lượng nhỏ titan (Ti) và nhôm (Al) để tăng cường độ nhiệt độ cao. Hợp kim thể hiện khả năng chống ăn mòn giữa các tinh thể và khả năng chống nứt do ứng suất trong phạm vi nhiệt độ từ-196 ° C đến 650 ° C. Độ bền chảy của nó có thể đạt 450MPa (nhiệt độ phòng) và độ giãn dài hơn 30%, đáp ứng ASME Boiler và Pressure Vessel Code Code Section III và các tiêu chuẩn quốc tế khác.

Từ góc độ kiến trúc kỹ thuật, việc sản xuất Alloy46 yêu cầu quá trình tinh luyện ba lần: nấu chảy cảm ứng chân không (VIM), nấu chảy lại xỉ (ESR) và đẳng tĩnh nhiệt (HIP) để đảm bảo tính đồng nhất của các thành phần và độ kín của cấu trúc vi mô. Lò nấu chảy chân không nhập khẩu của công ty có thể kiểm soát chính xác nhiệt độ nấu chảy (± 5 ℃) và hợp tác với quy trình xử lý hòa tan tự phát triển (1120 ℃ ± 10 ℃ sau khi giữ nhiệt trong 2 giờ), có thể làm giảm đáng kể ứng suất dư hợp kim và cải thiện hiệu suất xử lý.

3. Bố trí công nghệ doanh nghiệp và sức mạnh R & D

Bố cục kỹ thuật của Qingchuan New Materials trong lĩnh vực Aloy46 bao gồm ba mô-đun: thiết kế vật liệu, tối ưu hóa quy trình và phân tích thử nghiệm. Nhóm nghiên cứu và phát triển của nó bao gồm 12 tiến sĩ khoa học vật liệu và kỹ sư cao cấp. Nó đã thành lập một phòng thí nghiệm chung với Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Viện Khoa học Trung Quốc và đã nhận được tổng cộng 8 bằng sáng chế (chẳng hạn như "phương pháp điều chế hợp kim Alloy46 có độ từ tính thấp"). Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) và khối phổ phóng điện phát sáng (GD-MS) được trang bị trong phòng thí nghiệm của công ty có thể thực hiện phát hiện mức độ ppm thành phần hợp kim và phân tích khuyết tật ranh giới hạt để đảm bảo sự ổn định của lô sản phẩm.

Trong quá trình sản xuất, công ty đã giới thiệu Trung tâm gia công chính xác Toshiba của Nhật Bản, có thể hoàn thành quá trình tiện, phay và mài các thanh có đường kính 0,5-300mm, và độ nhám bề mặt có thể đạt Ra0.4μm. Để đáp ứng nhu cầu tùy chỉnh của khách hàng, dây chuyền sản xuất linh hoạt của hãng hỗ trợ giao hàng nhanh các bộ phận hợp kim đa thông số kỹ thuật theo lô nhỏ (≥ 10kg) và chu kỳ ngắn hơn trung bình 30% so với ngành.

4. Các trường hợp ứng dụng điển hình và đánh giá hiệu ứng kỹ thuật

Năm 2023, một công ty hàng không vũ trụ đã ủy quyền cho Qingchuan New Materials phát triển các bộ phận hợp kim Alloy46 cho vòi động cơ tên lửa. Dự án yêu cầu hợp kim phải chịu được ứng suất tuần hoàn 120MPa ở nhiệt độ cao 600 ° C và tuổi thọ đứt gãy rão 1000 giờ ≥ 5%. Đội ngũ kỹ thuật của công ty đã tăng hiệu suất chống rão của hợp kim lên 22% bằng cách điều chỉnh tỷ lệ Mo/Cr (tối ưu hóa thành 0,42) và giới thiệu quy trình xử lý nhiệt gradient (lão hóa dung dịch rắn ở 1050 ℃ 720 ℃). Sản phẩm cuối cùng đã vượt qua thử nghiệm tiêu chuẩn NASA-STD-6001 để giúp khách hàng rút ngắn thời gian R & D 6 tháng.

Trong một trường hợp khác, một công ty thiết bị năng lượng đã sử dụng hợp kim Qingchuan Alloy46 để sản xuất bó ống trao đổi nhiệt nền ngoài khơi, thay thế cho thép không gỉ 316L truyền thống. Sau một năm vận hành biển thực và xác minh, tốc độ ăn mòn của hợp kim chỉ là 0,002 mm/a(316L là 0,03 mm/a), chi phí bảo trì giảm 75% và lợi ích kinh tế tổng thể của dự án đã tăng hơn 10 triệu nhân dân tệ.

5. Tóm tắt các lợi thế kỹ thuật và triển vọng ngành

Lợi thế kỹ thuật của vật liệu mới của Qingchuan trong lĩnh vực Alloy46 có thể được tóm tắt thành ba điểm: một là hệ thống nghiên cứu và phát triển độc lập và có thể kiểm soát được trong toàn bộ quy trình, từ thiết kế thành phần đến xác minh quy trình đều đạt được vòng khép kín nội bộ; thứ hai là khả năng sản xuất chính xác cao, hỗ trợ các mẫu trong phòng thí nghiệm Kết nối liền mạch sản xuất hàng loạt công nghiệp; thứ ba là kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, tỷ lệ chất lượng sản phẩm đã ổn định trên 99,2% trong một thời gian dài. Trong tương lai, công ty có kế hoạch đầu tư 20 triệu nhân dân tệ để xây dựng một nhà máy kỹ thuật số và tối ưu hóa mô hình dự đoán thông số luyện kim thông qua các thuật toán AI để giảm hơn nữa mức tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất.

Với việc liên tục cải thiện các yêu cầu về hiệu suất của các hợp kim đặc biệt trong ngành sản xuất thiết bị cao cấp, Vật liệu mới của Qingchuan sẽ tiếp tục đào sâu ứng dụng công nghệ bộ gen vật liệu, thúc đẩy sự lặp lại của Aloy46 theo hướng cường độ cao hơn và mật độ thấp hơn, đồng thời cung cấp cho khách hàng toàn cầu các hợp kim đặc biệt cạnh tranh hơn Giải pháp.