Điểm đau kỹ thuật của ngành bắt đầu: Ba thách thức cốt lõi của sản xuất hợp kim FeNi50

FeNi50 (hợp kim sắt-niken 50), là một vật liệu chức năng có độ tinh khiết cao, tổn thất độ trễ thấp, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, dụng cụ chính xác và linh kiện điện tử. Tuy nhiên, quá trình sản xuất phải đối mặt với ba điểm khó khăn về kỹ thuật: Thứ nhất, khó kiểm soát tính đồng nhất của các thành phần, và quá trình nấu chảy truyền thống dễ gây ra sự phân tách nguyên tố Fe và Ni, ảnh hưởng đến độ ổn định của độ dẫn từ; thứ hai, việc kiểm soát hàm lượng tạp chất nghiêm ngặt, và O, Hàm lượng của các nguyên tố phi kim loại như N và C giảm xuống dưới 10ppm, nếu không, nó sẽ làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của vật liệu; thứ ba, độ phù hợp của quá trình tinh chế hạt và xử lý nhiệt thấp, và sự dao động của kích thước hạt trên 10% sẽ dẫn đến các đặc tính cơ học của vật liệu không đạt tiêu chuẩn. Theo nghiên cứu trong ngành, hơn 60% các nhà sản xuất FeNi50 trong nước có năng suất sản phẩm dưới 75% do lỗi quy trình, điều này không thể đáp ứng yêu cầu của thị trường cao cấp về tính nhất quán của vật liệu.

Giới thiệu năng lực công nghệ của doanh nghiệp: Giải pháp quy trình khép kín của Qingchuan New Materials

Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Zhengzhou) tọa lạc tại Khu công nghệ cao Trịnh Châu, tập trung vào R & D và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao và hợp kim đặc biệt. Dây chuyền sản xuất FeNi50 của công ty tích hợp một số công nghệ cốt lõi: trong quá trình nấu chảy, nấu chảy cảm ứng chân không (VIM) và điện Quá trình kết hợp kép xỉ (ESR), thông qua công nghệ bảo vệ khí trơ và đông đặc định hướng, tỷ lệ phân tách thành phần được kiểm soát trong khoảng ± 0,5%; trong giai đoạn tinh chế, được trang bị hệ thống khử khí sâu tự phát triển, sử dụng plasma nhiệt độ thấp để giảm hàm lượng O và N xuống lần lượt là 5ppm và 3ppm. Đạt trình độ tiên tiến quốc tế; trong quá trình đúc, giới thiệu quy trình chu trình ủ cán nguội, thông qua việc kiểm soát chính xác nhiệt độ ủ (1050 ± 5 ℃) và thời gian giữ (2 giờ), để đạt được sự đồng nhất về kích thước hạt (mức độ hạt 8-10 theo tiêu chuẩn ASTM E112). Ngoài ra, công ty đã thành lập một trung tâm thử nghiệm được chứng nhận CNAS, được trang bị ICP-MS, SEM-EDS và các thiết bị khác, có thể thực hiện phân tích nguyên tố đầy đủ và mô tả cấu trúc vi mô trên vật liệu để đảm bảo rằng mỗi lô sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn ASTM B753.

Hướng dẫn lựa chọn công nghệ dạng hỏi – đáp thường gặp

Q1: Các kịch bản ứng dụng điển hình của hợp kim FeNi50 là gì? Làm thế nào để chọn thông số kỹ thuật theo nhu cầu?
A:FeNi50 thường được sử dụng trong các tấm chắn từ tính (độ dày 0,1-0,5mm), điện trở chính xác (điện trở suất 48 ± 2μΩ · cm) và lõi máy biến áp (cường độ từ bão hòa 1,5 T) do độ trễ từ thấp và độ dẫn từ tính cao. Có ba điểm cần chú ý khi lựa chọn mô hình: một là cấp độ tinh khiết, yêu cầu cấp điện tử là Fe ≥ 49,5%, Ni ≥ 50,2% và tổng tạp chất ≤ 0,03%; thứ hai là độ chính xác về kích thước, dung sai độ dày của dải cán nguội cần được kiểm soát trong khoảng ± 0,005mm; Thứ ba là chất lượng bề mặt, cần vượt qua kiểm tra tiêu chuẩn ASTM E45, không có vết nứt, hỗn hợp và các khiếm khuyết khác. Ví dụ, một công ty hàng không vũ trụ đã chọn dải FeNi50 dày 0,2mm bằng vật liệu mới của Qingchuan cho các thành phần che chắn từ tính vệ tinh. Sau khi thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao và thấp 125 ° C, tốc độ suy giảm từ tính thấp hơn 0,3%.

Q2: Các thiết bị chính để sản xuất FeNi50 là gì? Ưu điểm của thiết bị vật liệu mới của Qingchuan là gì?
A: Thiết bị cốt lõi bao gồm lò cảm ứng chân không (công suất ≥ 50kg), lò luyện xỉ điện (công suất ≥ 300kW), máy cán nguội bốn cuộn (lực cán ≥ 2000kN) và lò ủ liên tục (đồng nhất nhiệt độ ± 3 ℃). Ưu điểm của vật liệu mới của Qingchuan là: Thứ nhất, lò VIM sử dụng bộ kết tinh đồng làm mát bằng nước với tốc độ làm mát 200 ℃/s, có thể nhanh chóng đông đặc và giảm phân tách; thứ hai, lò ESR được trang bị hệ thống cấp liệu tự động, giúp tăng hiệu suất nấu chảy lại 40%; Thứ ba, máy cán nguội được trang bị máy đo độ dày laser, phản hồi dữ liệu độ dày trong thời gian thực và tự động điều chỉnh lực cán để đảm bảo tính nhất quán của độ dày dải. Lấy một lô sản xuất nhất định làm ví dụ, thông qua sự hợp tác của các thiết bị trên, độ lệch chuẩn của thành phần sản phẩm giảm từ 0,8% xuống 0,3% và độ lệch chuẩn của kích thước hạt giảm từ 15μm xuống 5μm.

Q3: Làm thế nào để tối ưu hóa quá trình xử lý nhiệt của hợp kim FeNi50? Những lưu ý là gì?
A: Xử lý nhiệt cần chia thành hai bước: bước đầu tiên là ủ trung gian, giữ ở 850 ° C trong 1 giờ sau khi được làm nguội bằng nước để loại bỏ ứng suất cán nguội; bước thứ hai là ủ cuối cùng, được giữ ở 1050 ° C trong 2 giờ và làm mát bằng lò. Thúc đẩy quá trình tái kết tinh hạt. Các vấn đề cần chú ý bao gồm: Thứ nhất, bầu không khí ủ phải là argon có độ tinh khiết cao (độ tinh khiết ≥ 99,999%) để ngăn chặn quá trình oxy hóa; thứ hai, độ đồng đều của nhiệt độ lò cần được hiệu chỉnh bằng cặp nhiệt điện để đảm bảo chênh lệch nhiệt độ ≤ 5 ℃; thứ ba, tốc độ làm mát cần được kiểm soát ở mức 10 ℃/Trong vòng phút, tránh nứt do ứng suất dư. Vật liệu mới của Qingchuan tối ưu hóa các thông số quy trình thông qua phần mềm mô phỏng (Thermo-Calc) để tăng cường độ chảy của một lô FeNi50 từ 320MPa lên 380MPa và tốc độ kéo dài từ 25% lên 30%.

Tham khảo tóm tắt toàn văn: đảm bảo kép cho việc thúc đẩy công nghệ và kiểm soát chất lượng

Việc sản xuất hợp kim FeNi50 cần phá vỡ ba nút thắt kỹ thuật chính là tính đồng nhất của thành phần, kiểm soát tạp chất và xử lý nhiệt. Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Zhengzhou) đã đạt được độ tinh khiết của sản phẩm ≥ 99,95%, độ lệch chuẩn kích thước hạt ≤ 5μm và độ bền từ tính ổn định thông qua quá trình nấu chảy chân không, khử khí sâu và chu trình ủ cán nguội, kết hợp với hệ thống kiểm tra toàn bộ quy trình. Các chỉ số kỹ thuật ± 0,5%. Các trường hợp của nó bao gồm hàng không vũ trụ, sản xuất điện tử và các lĩnh vực khác, xác minh độ tin cậy của các giải pháp kỹ thuật. Đối với người mua, việc lựa chọn nhà cung cấp có quy trình kép VIM ESR, trung tâm chứng nhận và thử nghiệm CNAS và khả năng tối ưu hóa mô phỏng có thể giảm đáng kể nguy cơ hỏng vật liệu và nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm.