6月7日,由鹰潭乌尔巴兴业金属材料有限公司完成的“大卷重、高精度铍铜合金板带材生产工艺研究”项目通过了江西省科技厅组织的科技成果鉴定。这标志着我国军工、信息产业所需的高精度、高性能铍青铜带一直依赖进口的局面被从此打破。
来自国内有色金属行业的权威专家认为,该项目首次实现了非真空熔炼、立式半连续铸造铍青铜大扁锭坯和精密收尘;开发了大锭的热轧和固溶处理、气体淬火等工艺技术及装备,建立了我国第一条大卷重、高精度、节能环保铍青铜带材的生产线,其技术总体达到国际先进水平。据专家介绍,这是中国首家、全球第三家能生产大卷重高精度铍青铜板带的企业。
应用广泛
铍是钢灰色金属,比常用的铝和钛都轻,但强度是钢的4倍。现在有许多超音速飞机的制动装置是用铍来制造的,因为它有极好的吸热、散热的性能,“刹车”时产生的热量很快就会散失。当人造地球卫星和宇宙飞船高速穿越大气层的时候,机体与空气分子摩擦会产生高温。铍作为它们的“防热外套”,能够吸收大量的热量并很快地散发出去。
进入20世纪60年代以后,人们给铍的应用开辟了一个广阔而又重要的新领域:制造合金,特别是制造铍铜合金——铍青铜。铜比钢铁要软得多,弹性和抵抗腐蚀的能力也不强。但是铜中加进一些铍后,铜的性能发生了惊人的变化:含铍1%~3.5%的铍青铜,机械性能优良,硬度加强,因此成为用来制造手表里的游丝、高速轴承等的绝佳材料。
含镍的铍青铜有一个非常可贵的特点,就是受到撞击的时候不会产生火花。这个特点对制作军工、石油、矿山专用的工具至关重要。在国防工业中,航空发动机的关键运动部位也需采用铍青铜合金。
据业内人士介绍,铍青铜是铜合金中性能最优良的弹性合金之一,具有良好的导热、导电、无磁性、弹性滞后小,铍铜锡合金被用于制造在高温下工作的弹簧,此种弹簧在红热状态下仍保持良好的弹性和韧性,可以压缩几亿次以上。因此,铍青铜带材可以制作电子接插件触点、开关触点、关键零部件如膜盘、膜片、波纹管、弹簧垫圈、微电机电刷及整流子、电插接件、钟表零件、音频元件等,广泛应用于仪表、仪器、计算机、汽车、家电等工业中。
铍青铜易于焊接和钎焊,在大气、淡水和海水中耐腐蚀性极好,最近又被用来制造深海探测器和海底电缆,这对海洋资源的开发具有重要的意义。
潜力巨大
由于铍铜的产品加工工艺复杂、生产设备特殊、产业化生产难度大,技术含量高,为行业中的重大技术难题。目前,我国高性能铍青铜材料全部依赖进口。国外铍青铜的生产厂商主要为美国Brush Wellman和日本NGK两家公司,产品覆盖全球市场的95%以上。每吨市场售价在15万元左右。中国年生产总量只有约1200吨,且都是低档铍青铜带材。
在巨大市场真空面前,国内多家企业加快了研制生产高精度铍青铜材料的步伐。记者从位于宁夏的中色东方集团公司了解到,该公司承担的“高精度、大卷重铍青铜材料关键技术研究”项目通过了科技部组织的专家评审,被列入2009年度科技部国际科技合作计划,获得专项资助经费415万元。项目在引进国外先进技术和高层次专家的基础上,进行设备配置、熔铸、半连续铸造、热处理等关键技术研究和新产品开发,目的是以掌握高精度、大卷重铍青铜板带材的生产技术,形成不同规格高精度、大卷重板带材规模化生产能力。
该公司有关人士介绍:“项目实施成功后,产品综合成品率将由现在的45%提高到68%,单卷重达到200~2000公斤,性能指标符合美国ASTM/B194-96国际标准,达到国外同类产品水平,可满足国内中高端市场需求,并逐步替代进口。”
“有些企业的产品仍然在技术研发阶段,我们公司的产品已经通过了省级鉴定,公司6条生产线目前已全部开工生产。国内铍青铜大锭一般长度小于1米,最大重量为300公斤,我们公司能达到6米长度,2~3吨的重量。国内铍青铜板带一般宽度在200毫米,我们可以达到400毫米。还有最重要的一个指标就是带材的精度,也就是对于宽度、厚度板型的误差控制。我们的产品在这方面可达到美国ASTM/B194-96或日本JIS/H3130-2006标准要求。” 鹰潭乌尔巴兴业金属材料有限公司总经理助理邝福明在接受本报记者时的表示。
邝福明透露,随着生产工艺的逐步完善,该公司预计将于今年下半年轧制出含铍量更低、性能更高的合金材料,使产品每吨附加值提高5万元左右。项目达产达标后,可基本满足国内对高精度铍青铜带材的需求。
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