6月7日,由鷹潭烏爾巴興業金屬材料有限公司完成的「大卷重、高精度鈹銅合金板帶材生產工藝研究」項目通過了江西省科技廳組織的科技成果鑑定。這標誌著我國軍工、信息產業所需的高精度、高性能鈹青銅帶一直依賴進口的局面被從此打破。
來自國內有色金屬行業的權威專家認為,該項目首次實現了非真空熔煉、立式半連續鑄造鈹青銅大扁錠坯和精密收塵;開發了大錠的熱軋和固溶處理、氣體淬火等工藝技術及裝備,建立了我國第一條大卷重、高精度、節能環保鈹青銅帶材的生產線,其技術總體達到國際先進水平。據專家介紹,這是中國首家、全球第三家能生產大卷重高精度鈹青銅板帶的企業。
應用廣泛
鈹是鋼灰色金屬,比常用的鋁和鈦都輕,但強度是鋼的4倍。現在有許多超音速飛機的制動裝置是用鈹來製造的,因為它有極好的吸熱、散熱的性能,「剎車」時產生的熱量很快就會散失。當人造地球衛星和宇宙飛船高速穿越大氣層的時候,機體與空氣分子摩擦會產生高溫。鈹作為它們的「防熱外套」,能夠吸收大量的熱量並很快地散發出去。
進入20世紀60年代以後,人們給鈹的應用開闢了一個廣闊而又重要的新領域:製造合金,特別是製造鈹銅合金——鈹青銅。銅比鋼鐵要軟得多,彈性和抵抗腐蝕的能力也不強。但是銅中加進一些鈹後,銅的性能發生了驚人的變化:含鈹1%~3.5%的鈹青銅,機械性能優良,硬度加強,因此成為用來製造手錶裡的遊絲、高速軸承等的絕佳材料。
含鎳的鈹青銅有一個非常可貴的特點,就是受到撞擊的時候不會產生火花。這個特點對製作軍工、石油、礦山專用的工具至關重要。在國防工業中,航空發動機的關鍵運動部位也需採用鈹青銅合金。
據業內人士介紹,鈹青銅是銅合金中性能最優良的彈性合金之一,具有良好的導熱、導電、無磁性、彈性滯後小,鈹銅錫合金被用於製造在高溫下工作的彈簧,此種彈簧在紅熱狀態下仍保持良好的彈性和韌性,可以壓縮幾億次以上。因此,鈹青銅帶材可以製作電子接插件觸點、開關觸點、關鍵零部件如膜盤、膜片、波紋管、彈簧墊圈、微電機電刷及整流子、電插接件、鐘錶零件、音頻元件等,廣泛應用於儀表、儀器、計算機、汽車、家電等工業中。
鈹青銅易於焊接和釺焊,在大氣、淡水和海水中耐腐蝕性極好,最近又被用來製造深海探測器和海底電纜,這對海洋資源的開發具有重要的意義。
潛力巨大
由於鈹銅的產品加工工藝複雜、生產設備特殊、產業化生產難度大,技術含量高,為行業中的重大技術難題。目前,我國高性能鈹青銅材料全部依賴進口。國外鈹青銅的生產廠商主要為美國Brush Wellman和日本NGK兩家公司,產品覆蓋全球市場的95%以上。每噸市場售價在15萬元左右。中國年生產總量只有約1200噸,且都是低檔鈹青銅帶材。
在巨大市場真空面前,國內多家企業加快了研製生產高精度鈹青銅材料的步伐。記者從位於寧夏的中色東方集團公司了解到,該公司承擔的「高精度、大卷重鈹青銅材料關鍵技術研究」項目通過了科技部組織的專家評審,被列入2009年度科技部國際科技合作計劃,獲得專項資助經費415萬元。項目在引進國外先進技術和高層次專家的基礎上,進行設備配置、熔鑄、半連續鑄造、熱處理等關鍵技術研究和新產品開發,目的是以掌握高精度、大卷重鈹青銅板帶材的生產技術,形成不同規格高精度、大卷重板帶材規模化生產能力。
該公司有關人士介紹:「項目實施成功後,產品綜合成品率將由現在的45%提高到68%,單卷重達到200~2000公斤,性能指標符合美國ASTM/B194-96國際標準,達到國外同類產品水平,可滿足國內中高端市場需求,並逐步替代進口。」
「有些企業的產品仍然在技術研發階段,我們公司的產品已經通過了省級鑑定,公司6條生產線目前已全部開工生產。國內鈹青銅大錠一般長度小於1米,最大重量為300公斤,我們公司能達到6米長度,2~3噸的重量。國內鈹青銅板帶一般寬度在200毫米,我們可以達到400毫米。還有最重要的一個指標就是帶材的精度,也就是對於寬度、厚度板型的誤差控制。我們的產品在這方面可達到美國ASTM/B194-96或日本JIS/H3130-2006標準要求。」 鷹潭烏爾巴興業金屬材料有限公司總經理助理鄺福明在接受本報記者時的表示。
鄺福明透露,隨著生產工藝的逐步完善,該公司預計將於今年下半年軋制出含鈹量更低、性能更高的合金材料,使產品每噸附加值提高5萬元左右。項目達產達標後,可基本滿足國內對高精度鈹青銅帶材的需求。