1. Ozadje projekta
Z hitrim razvojem globalne avtomobilsko industrije in vedno strožjimi zahtevami za varčevanje z energijo ter zmanjševanje emisij je tehnologija turbopoline postala ključno sredstvo za izboljšanje učinkovitosti motorjev in zmanjševanje izpušnih emisij. Turbina turbopolnjevalnika, kot ključna osnovna komponenta, zahteva visoko temperaturne zlitine z izjemno odpornostjo proti visoko temperaturnemu utrujanju, oksidaciji in počasnemu teku (creep). Trenutno pri natančnem litju visoko temperaturnih zlitinskih turbinskih komponent na domačem tržišču nastopajo težave, kot so nizka natančnost oblikovanja, visoka stopnja napak in nestabilne lastnosti, zato so ti deli v glavnem odvisni od uvoza. Jiangsu Boyue Alloy, ki se zanaša na svoje globoko tehnično izkušnjo pri taljenju nikljevih zlitin in natančni obdelavi, je zagnala ta projekt natančnega litja, da bi zaprla domačo vrzel pri visokokakovostnih avtomobilskih turbopolnjevalniških turbinskih komponentah ter povečala jedrno konkurenčnost domače industrije avtomobilskih delov.
2. Cilji projekta
– Razviti nikljevo osnovne visoko temperaturne zlitine K418 za turbine avtomobilskih turbopolnjenj, ki zagotavljajo stabilno delovanje in izpolnjujejo tehnične zahteve avtomobilskega razreda (trdnost pri natezni napetosti ≥950 MPa pri 600 °C, odpornost proti oksidaciji ≥1000 ur pri 800 °C).
– Ustanoviti proizvodno linijo za natančno litje z letno zmogljivostjo 50.000 kompletov visoko temperaturnih turbinastih sestavnih delov, kar omogoča popolno pokritost celotnega procesa – od taljenja materiala, izdelave kalupa, natančnega litja do končne obdelave.
– Doseči stopnjo kakovosti litja ≥98,5 %, natančnost dimenzij ±0,02 mm in uspešno dobavljati znanim domačim in tujim proizvajalcem avtomobilskih turbopolnjenj; stopnja nadomestitve uvoznih izdelkov naj doseže 75 %.
3. Izvajanje projekta
– Razvoj posebnih zlitin: Sodelovanje s strokovnimi raziskovalnimi inštituti za optimizacijo razmerja sestavin nikljeve visokotemperaturne zlitine K418 (Ni ≥ 73 %, Cr 13–14 %, Mo 4–5 %), okrepitev faze izločanja za trditev ter izboljšanje celostnih visokotemperaturnih lastnosti materiala. Uporaba tehnologije taljenja v vakuumu z indukcijo zagotavlja čistost zlitine in zmanjšuje vsebnost primesi na manj kot 30 ppm ter rešuje težave s segregacijo sestavnih delov in grobimi zrni pri tradicionalnih postopkih taljenja.
– Nadgradnja postopka točnega litja: Uvedba programske opreme za simulacijo litja Magma za simulacijo temperaturnega polja tekočine med nalivanjem in temperaturnega polja tekoče faze med strjevanjem, optimizacija sistema za nalivanje z dna ter nastavitev temperature nalivanja na 1550 ℃ za zagotavljanje dobre napolnjenosti taline zlitine. Uporaba litja po izgubljivih modelih + tehnologije 3D tiskanja modelov za dosego visoko natančnega in hitrega oblikovanja zapletenih konstrukcij turbinskih lopatic, skrajšanje cikla razvoja modelov za 40 % in zmanjšanje stroškov poskusne proizvodnje za 30 %.
- Nadzor kakovosti in nadaljnja obdelava: Opremljeno z spektralnimi analizatorji, metalografskimi mikroskopi in napravami za natezno preskušanje za izvajanje celotnega nadzora kakovosti, vključno z določanjem sestave materiala, analizo metalografske strukture in preskušanjem mehanskih lastnosti. Uporablja se tehnologija natančnega brušenja in poliranja površin, da se zagotovi, da je hrapavost površine turbinskih komponent ≤Ra 0,6, ter vakuumsko toplotno obdelavo za izboljšanje gostote strukture in življenjske dobe komponent.
4. Dosežki projekta
- Tržna uspešnost: Po uvedbi projekta v proizvodnjo znaša letna proizvodnja 180 milijonov juanov in so bili vzpostavljeni dolgoročni sodelovalni odnosi z domačimi in tuji znanimi proizvajalci turboškarpelj, pri čemer se izdelki izvažajo v Evropo, jugovzhodno Azijo in druge regije z letnim izvoznim volumenom 15.000 kompletov.
– Tehnološka inovacija: Razvili 8 osnovnih patentov (3 patenti za izum), obvladali ključne tehnologije natančnega litja turbinskih komponent iz visokotemperaturnih zlitin, pri čemer je zmogljivost izdelkov primerljiva z uvoženimi izdelki ter je s tem prekinjen tuji tehnični monopol na tem področju. Načrtovani litje proces in parametri so bili potrjeni v industrijski proizvodnji in jih je mogoče uporabiti kot vodilo za dejansko proizvodnjo.
– Industrijsko spodbujanje: Spodbujajo razvoj industrije v zgornjem in spodnjem toku, kot so avtomobilski deli, izdelava orodij in preskusna oprema, spodbujajo lokalizacijo ključnih komponent visokokakovostnih avtomobilskih turbopolnjevalcev ter pomagajo domači avtomobilski industriji doseči varčevanje z energijo, zmanjševanje emisij in visokokakovostni razvoj.
EN
