Præcisionsstøbeprojekt for Højtemperaturlegering Turbinkomponenter til Auto Turboladere

1. Projektbaggrund

Med den hurtige udvikling inden for den globale bilindustri og de stadig strengere krav til energibesparelser og reduktion af udledninger er turboladerteknologi blevet en kernekomponent til at forbedre motoreffektiviteten og mindske udstødningsemissioner. Turboladerens turbine, som en nøglekomponent, kræver højtemperaturlegeringsmaterialer med fremragende modstandsdygtighed mod højtemperaturudmattelse, oxidation og krybning. I dag oplever den indenlandske markeds præcisionsstøbning af højtemperaturlegerede turbindele problemer som lav formnøjagtighed, høj defektrate og ustabil ydelse, hvilket i høj grad gør industrien afhængig af import. Jiangsu Boyue Alloy har med støtte i sin dybe tekniske erfaring inden for smeltning af nikkelbaserede legeringer og præcisionsbearbejdning lanceret dette projekt inden for præcisionsstøbning for at udfylde den indenlandske mangel på high-end bil-turboladerturbinedele og dermed styrke den indenlandske bilkomponentindustris kernekonkurrenceevne.

2. Projektmål

- Udvikle K418-nikkelbaserede højtemperaturlegeringsmaterialer, der er velegnede til bilens turboladere, med stabil ydeevne og som opfylder de tekniske krav for automobilkvalitet (trækstyrke ≥950 MPa ved 600 °C, oxidationsbestandighed ≥1000 timer ved 800 °C).

- Opbyg en præcisionsstøbeproduktionslinje med en årlig kapacitet på 50.000 sæt højtemperaturlegeringsturbindele, hvilket sikrer fuld procesdækning fra materialeudsmeltning, formfremskaffelse, præcisionsstøbning til efterbehandling.

- Opnå en støbekvalificeringsrate på ≥98,5 %, dimensionsnøjagtighed på ±0,02 mm og succesfuldt levere til velkendte nationale og internationale producenter af bilens turboladere, hvor andelen af importsubstitution når 75 %.

3. Projektpelaksning

- Special legeringsmateriale R&D: Samarbejde med professionelle forskningsinstitutter for at optimere sammensætningsforholdet af K418 nikkelbaseret højtemperaturlegering (Ni≥73 %, Cr 13–14 %, Mo 4–5 %), forstærke udfældningshærdningsfasen og forbedre materialets samlede højtemperaturpræstation. Anvendelse af vakuuminduktions-smelteteknologi for at sikre legeringens renhed, reducere indholdet af urenheder til under 30 ppm og løse problemerne med komponentsegregation og grovkornede strukturer ved traditionel smeltning.

- Opgradering af præcisionsstøbeprocessen: Introducer Magma-støbesimuleringssoftware til at simulere væske- og temperaturfeltet under påfyldning samt væskefasens temperaturfelt under stivning, optimere den nederste påfyldningsanordning og indstille påfyldningstemperaturen til 1550 °C for at sikre en god fyldningsevne for legeringsvæsken. Anvend investeringsstøbning + 3D-printede forme til at opnå højpræcis og hurtig fremstilling af komplekse turbinebladstrukturer, forkorte formudviklingscyklussen med 40 % og reducere omkostningerne til prøveproduktion med 30 %.

- Kvalitetskontrol og efterbearbejdning: Udstyr med spektralanalyseapparater, metallografiske mikroskoper og trækprøvningsmaskiner til udførelse af kvalitetsinspektion i hele processen, herunder detektion af materialekomposition, metallografisk strukturanalyse og mekanisk ydeevneprøvning. Anvend præcisions-slidning og overfladepoleringsteknologi for at sikre, at overfladerugthed på turbinekomponenter er ≤Ra 0,6, og udfør vakuum-varmebehandling for at forbedre strukturens tæthed og komponenternes udmattelseslevetid.

4. Projektresultater

- Markedydelse: Efter projektets idriftsættelse opnår det en årlig produktionssum på 180 millioner yuan og har etableret langvarige samarbejdsrelationer med kendte indenlandske og udenlandske turboopladningsfabrikker; produkterne eksporteres til Europa, Sydøstasien og andre regioner med en årlig eksportmængde på 15.000 sæt.

- Teknologisk innovation: Har udviklet 8 kernepatenter (3 opfindelsespatenter) og er i stand til at beherske de centrale teknologier inden for præcisionsstøbning af turbinekomponenter af højtemperaturlegeringer; produktets ydeevne er sammenlignelig med importerede produkter og bryder dermed den udenlandske teknologimonopol inden for dette område. Den udformede støbeproces og de tilhørende parametre er blevet valideret gennem industriproduktion og kan anvendes som en vejledende løsning til faktisk produktion.

- Industriel fremme: Driver udviklingen af forsyningskæden både opad og nedad, herunder bilkomponenter, formstøbning og testudstyr, fremmer lokaliseringsprocessen for high-end-kernekomponenter til bilturbochargere og støtter den nationale bilindustri i at opnå energibesparelser, reduktion af emissioner og højkvalitetsudvikling.