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铜铁合金,扬帆起航——2020年第二届铜铁合金新材料推广应用研讨会在浙江宁波召开
2020-12-30 11:29:28
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12月26日,由澳门新莆京娱乐网站(以下简称:加工协会)主办,宁波金田铜业(集团)股份有限集团、中南大学、陕西斯瑞新材料股份有限集团共同承办的第二届“铜铁合金新材料推广应用研讨会”在浙江宁波召开。

  

参会人员合影

铜铁合金是我国铜基材料领域为数不多的自主研发、全球领先的铜合金,已在国外高端的OLED屏、5G手机上得到应用,但由于我国高端电子信息领域下游研发能力相对较弱,在我国的应用还未展开。除了电子信息领域,铜铁合金也有望在国防军事、航空航天、通讯、智能城市、电力等国家各行各业得到广泛应用。

目前铜铁合金已世界首创成功制备出厚20μm16μm12μm的箔材及其它各规格板带材,直径15μm的丝材及其它各规格棒线材,各种粒径球形粉、片状粉,各规格管材等,为铜铁合金以各种形态应用于国民经济各领域,发挥其屏蔽、散热、导电、高强高导高弹性能做好充分准备。铜铁合金正海阔天空,扬帆起航。

 

铜铁合金展品

为了使保持世界领先地位的铜铁合金新材料在各领域得到快速的推广应用,425日,陕西斯瑞承办的第一届铜铁合金加工成型技术及创新应用研讨会在西安召开,参会单位共同制定了铜铁新型合金的研发方向与应用推广重点领域。(第一届铜铁合金加工成型技术及创新应用研讨会会议链接)半年来,各公司在铜铁合金新材料的研发、制造、市场推广等方面做了大量工作。铜铁合金的熔炼技术、轧制成型技术、拉拔技术、制粉技术等方面有了明显的进步,在理论研究方面,陕西斯瑞与西交大、中南大学、深圳大学签订了合作课题,共同研究铜铁合金的各种特性机理;在市场推广方面,与国内各类公司共同开发铜铁合金制品,进行装机测试,与日本、韩国几家公司也进行了打样工作;在铜铁合金材料的行业标准方面,陕西斯瑞与中南大学、金田铜业、中色奥博特等共同申报了铜铁合金精炼铸锭、铜铁合金板带、铜铁合金棒线的行业标准;在铜铁合金知识产权保护方面,累计申报发明专利30项,其中受理21项,授权6项。

出席本次第二届“铜铁合金新材料推广应用研讨会”的领导和嘉宾有:加工协会副秘书长靳海明、宁波市江北区科技局副书记顾旭东、宁波金田铜业集团股份有限集团高级副总裁郑敦、中南大学材料科学与工程学院院长李周、陕西斯瑞新材料股份有限集团董事长王文斌、中铜华中铜业有限集团党委书记总经理明文良、中国有色矿业集团有限集团首席科学家佟庆平、苏州岩谷金属有限集团总经理小野田健、大连理工大学宁波研究院院长纪松、西安微电机研究所高工褚维恒、深圳大学副教授黎晓华、湖南大学副教授黄智文、西安飞机工业(集团)亨通航空电子有限集团余小葵、深圳市思莱特实业有限集团总经理刘智勇、江西科学院应用物理研究所主任邹晋,以及来自于产学研用政的上下游公司约70余人。会议内容主要由推广应用主题报告、互动沙龙、参观金田铜业生产现场三部分组成:

主题报告会环节分别由加工协会副秘书长靳海明和中南大学材料学院院长李周主持。

 

加工协会靳海明副秘书长主持

 

中南大学材料学院院长李周主持

宁波金田铜业(集团)股份有限集团高级副总裁郑敦首先致辞:金田铜业已经走过了近35年,在宁波、江苏、广东、重庆、越南等建设了生产基地,2019年实现了铜加工总量100万吨的跨越。金田铜业对铜铁合金的关注已经持续10年以上,从最早的国际交流、技术跟踪开始,近年来持续加强技术研发投入,推进技术创新及成果转化,引进乌克兰院士团队,成立了以集团王永如总工为负责人的专项研发小组。铜铁合金新材料作为我国铜基材料领域为数不多的可以领跑的品种,如何保持领先地位,如何得到快速的推广应用,大家肩负重要的历史使命。

  

金田铜业高级副总裁郑敦致辞

中南大学材料学院李周院长团队的姜雁斌教授在报告《电磁兼用高强高导Cu-Fe合金制备新工艺研究进展》中,简介了Cu-Fe合金“双熔体混合铸造→大变形冷轧→组合形变热处理”制备新工艺,Cu-Fe合金超细丝制备加工工艺。讲述了制备过程中的组织结构演变规律和性能等。制备的Cu-10wt%Fe合金的抗拉强度为608MPa、导电率达到61%IACS。采用定向凝固下引连铸技术制备了Φ10mm的高质量Cu-5wt%Fe合金棒坯,可拉拔加工至Φ0.015mm的丝材,具有十分优异的拉拔加工性能,为发展高质量Cu-Fe合金超细丝短流程制备加工新工艺奠定了良好的基础。

 

中南大学材料学院姜雁斌教授做报告

中国有色矿业集团有限集团首席科学家佟庆平博士在《铜铁合金箔材轧制技术》报告中,简介了铜轧制产物工艺流程及特点、箔材轧制技术、铜铁合金箔轧制结果、铜铁合金的潜力。指出了铜板带箔轧制产物中,铸坯、铣面、轧制、退火是工艺流程中的关键工序,铸坯又是关键中的关键。对板带箔的厚度控制上,当厚度小于0.05mm时,轧制力对厚度减小所起的作用越来越小,需要通过调整入口张力和轧制速度来控制厚度。对铜箔板形控制上,轧制力主要起板形控制作用,板形主要包括板凸度和平直度。中色奥博特采用陕西斯瑞新材料股份有限集团生产的CuFe5铸锭(150t*425w),通过热轧冷轧等工序轧制成厚度0.1mm的带材,实测硬度158HV,抗拉强度537MPa,延伸率2.8%,导电率62%IACS,粗糙度0.11μm90°W形折弯试验表明材料具有良好的抗折弯性能。对0.1mm厚的带材继续采用专用铜箔轧机轧制,得到成品厚20μm16μm12μm的箔材,板形良好,对这三种箔材分别测试了抗拉强度、延伸率、粗糙度、MIT0.016mm厚的箔材抗拉强度MD方向658MPaTD方向638MPa,延伸率MD方向1.71%TD方向1.94%,粗糙度Ra0.14微米,Rz0.805微米,MIT耐折次数MD方向403次,TD方向200次。0.012mm厚的箔材抗拉强度MD方向573MPaTD方向680MPa,延伸率MD方向1.43%TD方向2.85%,粗糙度Ra0.3微米,Rz1.46微米,MIT耐折次数MD方向260次,TD方向256次。测试了16微米箔的屏蔽效能,200KHz磁场屏蔽效能为24dB18Ghz电场屏蔽性能为92.5dB。具有优良的电磁屏蔽效果。

 

中国有色矿业集团有限集团首席科学家佟庆平博士作报告

大连理工大学宁波研究院院长纪松在报告《铜/钢、钛/钢异种金属钨极氩弧焊工艺试验》中,研究了采用CuFe10的焊丝应用不用工艺参数焊接钛/钢、铜/钢的界面微观结构,组织及性能对比。采用自制CuFe10焊丝制备的铜/钢、钛/钢异种金属钨极氩弧焊接头成形较好,焊缝金属在两侧母材铺展良好,焊缝比较美观。对于自制CuFe焊丝制备的铜/GTAW接头,由于铜母材热影响区严重软化,铜/钢接头均沿接头铜侧热影响区发生韧性断裂,抗拉强度为210220MPa。相较于其它商用焊丝,自制CuFe焊丝制备的钛/GTAW接头抗拉强度更高。当焊接电流为60A时,接头抗拉强度达到最大值420MPa。采用CuFe焊丝焊接钛/钢异种金属的焊接工艺参数仍需优化,其连接和断裂机理,铜/钢、钛/钢焊接接头的力学性能、腐蚀性能乃至服役性能有待深入研究和进一步评价。

  

大连理工大学宁波研究院副院长纪松作报告

陕西斯瑞新材料股份有限集团研发工程师周斌在报告《铜铁合金的生产现状及应用》中,简介了铜铁合金的生产现状、应用领域、行业标准、相关专利等。有关CuFe5合金板带,从2018年开始研发,到2019年小批量供应韩国、日本客户,再到2020年客户正式批量采购,CuFe5板带已经完全达到了日本、韩国客户的力学性能指标、板型指标要求。据日本客户反馈,目前CuFe5合金板带已使用在夏普新研发的5G手机上;为使用在OLED显示器背板上,目前斯瑞集团还准备研发生产1*1米的CuFe5宽幅板带,并正准备研发大规格CuFe5铸锭,如:620mm1000mm宽幅铸锭。有关CuFe5合金箔材,与中色奥博特合作开发,目前可以生产20μm16μm12μmCuFe5合金箔材,应用于散热、屏蔽领域(已提供给客户验证);目前正在研发10μm铜铁合金箔的轧制技术。有关铜铁合金线材,目前CuFe5CuFe10棒线材,正稳定供应韩国、日本市场,应用于异种合金的焊丝;另外还在日本、韩国集团研发的充电桩、汽车线束上进行测试试用。铜铁合金粉末方面,目前可以生产CuFe5CuFe90合金粉末,粉末形貌可做近球形、片状,粒径范围:30μm60μm,有望应用于做刹车片、碳刷等耐磨材料的基础组分,做电磁屏蔽涂料,涂抹在隐形飞机、屏蔽机箱、电子元器件上,3D打印注塑模具等。铜铁合金可应用于电子信息、医疗器械、工业机器人、汽车配件、家用机器、模具、焊接等领域。铜铁合金有望应用于国防军事、航空航天、医疗领域。目前也在CT机上屏蔽测试、铜铁烙铁头测试、电磁加热测试,对耐腐蚀性进行改性研究。同时研究低成本的高纯铁、强化机理、电磁屏蔽机理、导热机理、5G用电磁兼容的高频PCBFPC线路板等方面的应用。

 

陕西斯瑞新材料股份有限集团研发工程师周斌作报告

江西省科学院应用物理研究所邹晋教授在报告《Cu-Fe合金研究进展》中,讲述了开展从几十克至10千克铜铁合金的熔炼,实现模铸、电磁铸造、吸铸、甩带等多种铸造方式和凝固工艺,进行铜铁合金的轧制、拉拔和热处理,制备铜铁合金带材(厚度0.08mm)和线材(φ0.1mm)。开展了热力学、动力学研究和相图计算,研究了Cu-Fe系合金液态组织的演变规律;开展了Cu-Fe系合金塑性变形过程研究,得出了组织的演变规律,采用微合金化法显著改善合金的塑性变形能力,从而大幅度提高材料的成材率;开展了Cu-Fe系合金稀土合金化研究工作,稀土微合金化有利于提高合金的纯净度,从而改善合金的物理性能;开展了Cu-Fe系合金制备方法和工艺研究,包括定向凝固、电磁凝固、强磁场热处理、深冷处理和剧烈塑性变形(ECAPHPT)等材料制备工艺,探索Cu-Fe合金的潜在性能。从理论和实验上研究了PAg、稀土对铜铁合金的影响。采用微合金化法+凝固工艺+热处理工艺结合优化后的Cu-Fe系合金线材较优强度/电导率组合可达到:1149MPa/60.3%IACS 1006MPa/63.7%IACS等。目前正在规划研究带材轧制工艺、稀土合金化工艺、增材制造工艺等。

 

江西省科学院应用物理研究所邹晋博士现场报告

宁波金田铜业(集团)股份有限集团总工程师王永如在《电磁兼容高铁含量Cu-Fe合金材料开发与应用前景》中,简介了高铁含量Cu-Fe合金材料制备的关键技术,实现铁成分与富铁相的均匀细化控制,大形变与热处理交融演绎实现材料高性能,线材实现富铜相晶粒细化至超细晶/富铁相纤维化,带材实现富铜相晶粒细晶化/富铁相纤维片层化。简介了目前铜铁合金产业化的品种、规格、化学成分、物理性能、力学性能及电磁性能、屏蔽性能。厚度0.4mm厚的CuFe10合金带材屏蔽效能,与2mm厚的镀锌钢板相当。导电率、弹性模量均优于C5191C5071,抗应力松弛性能与它们相当。最后希望能与从事屏蔽、散热等高性能材料应用的公司或研究机构进行广泛交流,深入合作,将高铁含量Cu-Fe合金材料应用于新一代信息技术高端领域,为推动我国科学技术进步做出应有的贡献!

 

宁波金田铜业(集团)股份有限集团总工程师王永如先生现场报告

澳门新莆京娱乐网站铜业部主任吴琼在《中国铜板带市场与进口品种分析》中,简介了我国铜板带及其细分品种主要生产公司的产量,铜板带细分品种市场需求变化,进口细分品种历年来的变化、进口牌号、数量、部分公司等。

 

澳门新莆京娱乐网站吴琼作报告

在互动沙龙环节,与会嘉宾展开了热烈的讨论。苏州岩谷金属有限集团总经理小野田健在发言中表示对新材料新产物应用很有期待,十分关注铜铁合金进展,希望能尽快在新能源、电池等潜在领域得到应用。西安飞机工业(集团)亨通航空电子有限集团余小葵经理讲述了其生产大电流电缆、特种车辆等领域对应用铜铁合金的期待和要求,并讲述了其需要进口一些铜及铜合金材料,希望能国产化替代。西安微电机研究所高级工程师褚维恒简介了线缆、微电机领域屏蔽现状,以及在微电机领域应用铜铁合金期待和想法。湖南大学黄智文副教授讲述了土木工程上电涡流调向阻尼器、超高层超大跨度桥梁上对铜铁合金潜在的需求应用。深圳市斯莱特实业有限集团总经理刘智勇提出尝试将铜铁合金材料应用于光机电一体微型马达中,替代原先的SPCC材料(冲压+电镀)的想法。中铜华中铜业有限集团党委书记、总经理明文良、深圳大学黎晓华副教授、太原晋西春雷铜业有限集团副总工程师张文芹等讲述了铜铁合金的屏蔽、散热效能在冲压电镀、磁屏蔽、新能源、无线充电、无人机、电子信息产物等领域的潜在应用和试用想法。王文斌董事长、王永如总工、李周院长也在会上与应用公司展开了热烈的讨论。

 

互动沙龙

靳秘书长在座谈中表示国家将科技创新和制造业放在重要的位置,公司自发联合体(下游公司)可以在很大程度上促进新材料的快速应用。新材料推广时间长,各公司单位一定要重视支持产权的保护(尤其是指在国际上专利的申请)。陕西斯瑞、金田铜业、中南大学、中色奥博特等为铜铁合金行业做出了很大的贡献,期待下次会议成果更显著。

下午,与会专家和代表赴宁波金田铜业(集团)股份有限集团的铜板带和铜管材生产车间进行了参观交流。

  

  

 

现场参观


 (铜业部 吴琼)

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