1. Фон проекта
С быстрым развитием мировой автомобильной промышленности и всё более строгими требованиями к энергосбережению и сокращению выбросов турбонаддувная технология стала ключевым способом повышения эффективности двигателей и снижения выхлопных выбросов. Турбинные колеса турбокомпрессоров, являясь важнейшими компонентами, требуют жаропрочных сплавов с превосходной устойчивостью к высокотемпературной усталости, окислению и ползучести. В настоящее время в отечественном рынке точное литьё турбинных компонентов из жаропрочных сплавов сталкивается с такими проблемами, как низкая точность формообразования, высокий процент брака и нестабильность характеристик, поэтому в значительной степени зависит от импорта. Компания Jiangsu Boyue Alloy, опираясь на свой глубокий технический опыт в плавке никелевых сплавов и прецизионной обработке, запустила данный проект по точному литью для закрытия отечественного технологического разрыва в производстве высокотехнологичных турбинных компонентов автомобильных турбокомпрессоров и повышения конкурентоспособности отечественной автомобильной компонентной промышленности.
2. Цели проекта
— Разработка никелевого жаропрочного сплава марки K418, пригодного для турбин автомобильных турбонагнетателей, с устойчивыми эксплуатационными характеристиками и соответствующего техническим требованиям автомобильного класса (предел прочности при растяжении ≥950 МПа при 600 °C, стойкость к окислению ≥1000 ч при 800 °C).
— Создание линии точного литья с годовой мощностью выпуска 50 000 комплектов жаропрочных турбинных деталей, обеспечивающей полный цикл производства — от плавки материала, изготовления форм, точного литья до последующей обработки.
— Достижение коэффициента годности отливок ≥98,5 %, точности размеров ±0,02 мм и успешное снабжение известных отечественных и зарубежных производителей автомобильных турбонагнетателей при уровне импортозамещения 75 %.
3. Реализация проекта
— Исследования и разработки специальных сплавов: сотрудничество с профильными научно-исследовательскими институтами для оптимизации соотношения компонентов никелевого жаропрочного сплава марки K418 (Ni ≥ 73 %, Cr 13–14 %, Mo 4–5 %), усиления фазы упрочнения выделениями и повышения комплексных жаропрочных характеристик материала. Применение технологии вакуумной индукционной плавки для обеспечения чистоты сплава, снижения содержания примесей до уровня ниже 30 ppm и решения проблем ликвации компонентов и крупнозернистости, характерных для традиционных методов плавки.
— Модернизация процесса точного литья: внедрение программного обеспечения для моделирования литья Magma для симуляции температурного поля расплава при заливке и температурного поля жидкой фазы при затвердевании, оптимизация системы нижней заливки и установка температуры заливки на уровне 1550 °C для обеспечения хорошей заполняющей способности расплава сплава. Применение литья по выплавляемым моделям в сочетании с технологией 3D-печати форм для реализации высокоточного быстрого формообразования сложных конструкций турбинных лопаток, сокращение цикла разработки форм на 40 % и снижение затрат на пробное производство на 30 %.
— Контроль качества и послепроизводственная обработка: оснащение спектральными анализаторами, металлографическими микроскопами и машинами для испытания на растяжение для проведения контроля качества на всех этапах производства, включая определение химического состава материалов, анализ металлографической структуры и испытания механических свойств. Применение технологии прецизионного шлифования и полировки поверхности обеспечивает шероховатость поверхности деталей турбины ≤Ra 0,6; также проводится вакуумная термообработка для повышения плотности структуры и срока службы деталей при циклических нагрузках.
4. Результаты проекта
— Рыночная эффективность: после ввода проекта в эксплуатацию его годовой объем выпуска продукции составляет 180 млн юаней; установлены долгосрочные партнерские отношения с известными отечественными и зарубежными производителями турбокомпрессоров; продукция экспортируется в Европу, Юго-Восточную Азию и другие регионы, ежегодный объем экспорта — 15 000 комплектов.
— Технологические инновации: получено 8 основных патентов (в том числе 3 патента на изобретения), освоены ключевые технологии точного литья высокотемпературных турбинных компонентов из жаропрочных сплавов; эксплуатационные характеристики продукции сопоставимы с импортными аналогами, что позволило сломать иностранную технологическую монополию в данной области. Разработанный литейный процесс и параметры подтверждены промышленным производством и могут использоваться в качестве руководящей методики для практического производства.
— Содействие промышленному развитию: стимулируется развитие смежных отраслей — таких как производство автокомпонентов, изготовление пресс-форм и испытательного оборудования, — способствуя локализации высокотехнологичных ключевых компонентов автомобильных турбокомпрессоров и помогая отечественной автомобильной промышленности достичь целей энергосбережения, снижения выбросов и качественного развития.
EN
