1. Pozadí projektu
Vzhledem k rychlému rozvoji globálního automobilového průmyslu a stále přísnějším požadavkům na úsporu energie a snižování emisí se technologie turbodmychání stala klíčovým prostředkem ke zvýšení účinnosti motoru a snížení výfukových emisí. Turbínové kola turbodmychadel, jako klíčové základní komponenty, vyžadují materiály z vysoce teplotních slitin s vynikající odolností proti únavovému poškození za vysokých teplot, proti oxidaci a proti creepu. V současné době se v domácím trhu čelí přesnému lití turbínových komponentů z vysoce teplotních slitin problémům, jako je nízká přesnost formování, vysoká míra vad a nestabilní výkon, a proto jsou tyto komponenty většinou dováženy. Společnost Jiangsu Boyue Alloy, která využívá své hluboké technické know-how v oblasti tavení slitin na bázi niklu a přesného zpracování, spustila tento projekt přesného lití, aby zaplnila domácí mezeru v oblasti vysoce výkonných turbínových komponentů pro automobilová turbodmychadla a posílila tak základní konkurenceschopnost domácího průmyslu automobilových dílů.
2. Cíle projektu
- Vyvinout niklovou vysoce teplotní slitinu K418 pro turbodmychadlové turbíny automobilů, která má stabilní výkon a splňuje technické požadavky automobilové kvality (mezní pevnost v tahu ≥950 MPa při 600 °C, odolnost proti oxidaci ≥1000 hodin při 800 °C).
- Postavit výrobní linku pro přesné lití s roční kapacitou 50 000 sad turbínových komponentů z vysoce teplotní slitiny, která pokrývá celý výrobní proces – od tavby materiálu, výroby forem, přesného lití až po dokončovací úpravy.
- Dosáhnout výtěžnosti lití ≥98,5 %, přesnosti rozměrů ±0,02 mm a úspěšně dodávat domácím i zahraničním renomovaným výrobcům automobilových turbodmychadel, přičemž míra náhrady dovozu dosáhne 75 %.
3. Realizace projektu
- Výzkum a vývoj speciálního slitinového materiálu: Spolupráce s odbornými výzkumnými ústavy za účelem optimalizace složení niklové vysokoteplotní slitiny K418 (Ni ≥ 73 %, Cr 13–14 %, Mo 4–5 %), posílení fáze způsobující precipitační pevnostní zvýšení a zlepšení komplexních vysokoteplotních vlastností materiálu. Použití technologie tavení ve vakuové indukční peci zajistí čistotu slitiny a sníží obsah nečistot na méně než 30 ppm, čímž se vyřeší problémy segregace složek a hrubých zrn v tradičním tavení.
- Modernizace procesu přesného lití: Zavedení simulačního softwaru Magma pro simulaci teplotního pole kapaliny během nalévání a teplotního pole kapalné fáze během tuhnutí, optimalizace systému dolního nalévání a nastavení teploty nalévání na 1550 ℃ za účelem zajištění dobré vyplňovací schopnosti taveniny slitiny. Použití investičního lití spolu s technologií výroby forem pomocí 3D tisku umožňuje vysokopřesné rychlé tváření složitých konstrukcí lopatek turbín, zkracuje vývojový cyklus forem o 40 % a snižuje náklady na zkušební výrobu o 30 %.
- Kontrola kvality a dokončovací procesy: Vybaveno spektrálními analyzátory, metalografickými mikroskopy a stroji pro tahové zkoušky za účelem provádění kompletní kontroly kvality v průběhu celého výrobního procesu, včetně detekce složení materiálu, analýzy metalografické struktury a zkoušení mechanických vlastností. Používá se technologie přesného broušení a povrchového leštění, aby byla zajištěna drsnost povrchu turbínových komponent na úrovni ≤Ra 0,6, a dále se provádí tepelné zpracování ve vakuu za účelem zvýšení strukturální hustoty a životnosti komponent při únavovém namáhání.
4. Výsledky projektu
- Tržní výkon: Po uvedení projektu do provozu dosahuje ročního obratu 180 milionů jüanů a navázal dlouhodobé spolupracovní vztahy s domácími i zahraničními renomovanými výrobci turbodmychadel; produkty se exportují do Evropy, jihovýchodní Asie a dalších oblastí s ročním objemem exportu 15 000 ks.
- Technologická inovace: Vytvoření 8 základních patentů (3 patentů na vynálezy), ovládnutí klíčových technologií přesného lití turbínových komponent z vysoce teplotních slitin; výkonnost produktu je srovnatelná s dovozemi, čímž je prolomena zahraniční technologická monopolní pozice v tomto oboru. Navržený litný proces a parametry byly ověřeny průmyslovou výrobou a mohou sloužit jako směrnice pro skutečnou výrobu.
- Průmyslová podpora: Podpora rozvoje průmyslových odvětví v řetězci dodavatelů a odběratelů, např. výroby autodílů, výroby forem a zkušebních zařízení; podpora lokalizace klíčových komponent vysoce výkonných turbodmychadel pro automobily a přispění k energetické úspoře, snížení emisí a vysoce kvalitnímu rozvoji domácího automobilového průmyslu.
EN
