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水导激光助力镍基合金的应用
发布时间:2024-03-15 | 浏览量:1756




01

含量多少可称为镍基合金




镍基合金一般以Ni含量超过30wt%之合金称之,常见产品之Ni含量都超过50wt%,由于具有超强的高温机械强度与耐蚀性质,与铁基和钴基合金合称为超合金(Superalloy),一般是应用在540℃以上的高温环境,并依其使用场合,选用不同合金设计,多用于特殊耐蚀环境、高温腐蚀环境、需具备高温机械强度之设备。


02

“超级合金”镍基合金


1.高温下性能超优异:高温下可维持高强度,且具有优异的抗潜变、抗疲劳等机械性质,以及抗氧化和耐蚀特性与良好的塑性和焊接性。

2.可添加很多合金改性镍基合金常添加十种以上之合金元素,用以增进不同环境之耐蚀性;以及固溶强化或析出强化等作用。

3.抵御超恶劣的工作环境:镍基合金被广泛用于各种严苛之使用条件,如航天飞行引擎燃气室的高温高压部分、核能、石油、海洋工业之结构件,耐蚀管线等。


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应用广泛推动镍需求高涨


航空航天

要求特性:抗疲劳、抗热疲劳、热膨胀系数低、弹性模量高以及密度小的综合性能。

用途:在航空涡轮发动机上,主要应用在燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘;在航天火箭发动机上,主要应用在涡轮盘、发动机轴、燃烧室隔板、涡轮进气导管以及喷灌等。

能源

要求特性:良好的抗高温硫化、高温氧化特性。

用途:熔炉零件、隔热层、热处理产业、石油与天然气产业。

电子/光电

要求特性:一般耐蚀或耐高温程度较低之环境。

用途:电池壳件、导线架,计算机监视器网罩。

近两年航空航天、能源、电子领域的快速发展,推动了镍基合金的需求。


04

水导激光助力镍基合金的应用


随着航空航天工业的快速发展,人们对发动机性能提出了越来越高的要求。航空发动机热端温度已达1500℃,为防止发动机叶片在高温下损坏,急需对叶片采取气膜冷却措施。然而,叶片气膜孔的制孔工艺及其复杂,叶片具有自由曲面和中空内腔,成百上千个气膜孔分布在叶片前缘、叶身型面,且每排气膜孔的孔径不一、孔间倾斜角变化多样,这给气膜孔的加工带来了极大的挑战。加之,镍基单晶高温合金因具有高比强度、低密度及高刚度,属于典型难加工材料,其在微孔加工过程中容易出现进出口缺陷、孔壁不完整、尺寸精度低等问题。因此如何在镍基单晶高温合金上高效高质量地加工出微孔一直是行业内密切关注的问题。

近年来,科学家提出了水导激光技术加工,将脉冲激光耦合到微细水束加工材料,相关研究表明水导激光具有加工精度高、几乎无微裂纹、重铸层薄、无锥度、可加大深径比等优势。

渥特智造于2018年已开始研究水导激光技术,经过多年的研究已成功开发出国产化的水导激光设备,可为镍基单晶高温合金提供精密微加工解决方案及加工设备。

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