1. プロジェクト背景
グローバル自動車産業の急速な発展およびエネルギー効率向上・排出削減に対する規制の厳格化に伴い、ターボチャージャー技術はエンジン効率の向上と排気ガス排出量の低減を実現するための中核的手段となっています。ターボチャージャー用タービンはそのキーコンポーネントであり、優れた高温疲労強度、耐酸化性およびクリープ抵抗性を備えた高温合金材料が求められます。現在、国内市場における高温合金製タービン部品の精密鋳造では、成形精度が低く、不良率が高く、性能が不安定といった課題があり、依然として輸入に大きく依存しています。江蘇ボーユエ合金社は、ニッケル基超合金の製錬および精密加工分野における豊富な技術蓄積を活かし、この精密鋳造プロジェクトを立ち上げました。本プロジェクトは、国内における高級自動車用ターボチャージャー・タービン部品の供給空白を埋め、国内自動車部品産業のコア競争力を高めることを目的としています。
2．プロジェクト目標
・自動車用ターボチャージャーのタービンに適したK418ニッケル系耐熱合金材料を開発。性能が安定し、自動車 grade の技術要件（600℃における引張強度≥950MPa、800℃における酸化抵抗性≥1000時間）を満たす。
・年産5万セットの耐熱合金タービン部品を製造可能な精密鋳造生産ラインを構築。材料の溶製、金型製作、精密鋳造から後工程処理に至るまでの全工程をカバーする。
・鋳造合格率≥98.5％、寸法精度±0.02mmを達成。国内外の著名な自動車用ターボチャージャー製造メーカーへ供給を実現し、輸入代替率を75％に達成。
3．プロジェクト実施
・特殊合金材料の研究開発：専門の研究機関と連携し、K418ニッケル系耐熱合金（Ni≥73％、Cr 13～14％、Mo 4～5％）の組成比を最適化し、析出強化相を強化することで、材料の高温総合性能を向上させます。真空誘導溶解技術を採用し、合金の純度を確保し、不純物含量を30ppm以下に低減することで、従来の製錬法で生じる成分偏析および粗大結晶の問題を解決します。
- 精密鋳造プロセスのアップグレード：マグマ鋳造シミュレーションソフトウェアを導入し、注湯時の流体温度場および凝固時の液相温度場をシミュレートしてボトム注湯システムを最適化し、合金溶湯の充填性を確保するために注湯温度を1550℃に設定。インベストメント・キャスティング（ロストワックス法）＋3Dプリンティング型技術を採用し、複雑なタービンブレード構造の高精度かつ迅速な成形を実現。金型開発期間を40％短縮し、試作コストを30％削減。
・品質管理および後工程処理：分光分析装置、金属組織顕微鏡、引張試験機を備え、材料組成の検出、金属組織構造の分析、機械的性能の試験を含む全工程にわたる品質検査を実施。高精度研削および表面研磨技術を採用し、タービン部品の表面粗さをRa 0.6以下に保証するとともに、真空熱処理を実施して部品の組織密度および疲労寿命を向上させます。
4．プロジェクト成果
・市場実績：本プロジェクトが操業開始後、年間生産額は1億8,000万元に達し、国内外の著名なターボチャージャー製造メーカーと長期的な協力関係を築いています。製品は欧州、東南アジアなどへ輸出されており、年間輸出数量は1万5,000セットです。
・技術革新：8件のコア特許（そのうち発明特許3件）を取得し、高温合金タービン部品の高精度鋳造に関するキーテクノロジーを確立。製品性能は輸入品と同等であり、この分野における海外技術の独占を打破した。設計された鋳造工程およびパラメーターは実際の量産で検証済みであり、現場での生産指針として活用可能である。
・産業振興：自動車部品、金型製造、試験設備などの上流・下流産業の発展を牽引し、高級自動車用ターボチャージャーのコア部品の国産化を推進。国内自動車産業の省エネルギー・排出削減および高品質な発展を支援する。
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