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高品质低成本精细合金粉末制备及规模化应用

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成果主要完成人

谷臻,席生岐,张华,王镜淇,秦若程,吴宏京,冯靖凯,孙崇锋,和佳宇,李金庭

项目概况

研究背景:传统球化制粉工艺经历合金的熔炼制备过程,制备的的难熔合金粉末存在成分不均匀问题,使得3D打印制备的成型件存在成分偏析,在高温服役过程中出现局域变形引起开裂,制约了3D打印金属在制备耐高温材料领域的规模化应用。 技术难题:合金材料常含有难熔元素(如GH4169),使用常规的气雾化、旋转电极雾化等方法制备粉末时,存在难熔合金成分偏析,致使成型件不但在高温服役过程中应力局域分布不均匀,容易出现局域变形引起开裂。 主要创新点:本项目创新之处在于采用短时机械合金化工艺使粉末适度合金化,实现组元在粉末颗粒内部的纳米尺度混合均匀,从而在降低粉末制备成本同时保证粉末在等离子超短时高温熔化中达到成分均匀合金化效果。 产品优势:主导产品采用自有核心技术开发,基于低成本高品质材料的特性,在质量、性能、功能等方面具有独到的特点和优势。目前,在国内外市场上还没有出现与本项目相同技术、产品出现。 经济指标 成本:考虑到技术指标所达到的力学性能,目前市面上符合要求的粉末每公斤价格为600-700元。成本预测为:200-300元/kg。 该设备在苏州明万新材料科技有限公司应用试验后。通过成本核算、维修周期等数据前后对比。使用该装置生产球形粉末每公斤节约成本80元,年节约100万元,单台等离子球化设备年减少经济损失24.59万元。预计2025年在5台该装置后,可节约费用233.88万元,减少经济损失307.65万元。 社会效益 技术进步:项目解决目前适用于增材制造的专用高温合金材料,制备适用于增材制造的专用高温合金原材料将突破行业领域“卡脖子”关键核心技术,解决该技术可推广至商用飞机、民用飞机及其零部件开发应用,市场空间广阔。 成果转化:项目内容与《新时代民航强国建设行动纲要》、《陕西省十四五制造业高质量发展规划》等文件中重点细则高度一致。企业技术竞争力有效提升,陕西飞机制造业影响力进一步扩大。 产业升级:以产品为牵引拉动资源消费,打通高温合金制备、设计、生产、 运营和应用回收全产业链,实现高温合金零部件轻量化场景运力释放和产能置换,助力我省高温合金产业发展转型。 推广应用前景分析 本项目致力于实现激光3D打印的低成本高质量合金球形粉末,公司主导产品采用自有核心技术开发,基于低成本高品质材料的特性,在质量、性能、功能等方面具有独到的特点和优势。目前,在国内外市场上还没有出现与本项目相同技术