9月13-15日,由中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會(huì )、河南省科學(xué)院、鄭州大學(xué)、上海期貨交易所主辦,鄭州市鄭東新區管理委員會(huì )(中原科技城)、河南省有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì )、河南省有色金屬學(xué)會(huì )、河南省科學(xué)院材料研究所、河南省冶金研究所有限責任公司、中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗室、金龍精密銅管集團股份有限公司、中鋁洛陽(yáng)銅加工有限公司承辦的2023年中國銅加工產(chǎn)業(yè)年度大會(huì )暨河南省銅基新材料高質(zhì)量發(fā)展論壇在河南省鄭州市盛大開(kāi)幕。共有500余家銅加工相關(guān)企業(yè)1200余人參加此次盛會(huì )。
本次大會(huì )由開(kāi)幕式、河南省相關(guān)地市產(chǎn)業(yè)政策宣講、銅加工重點(diǎn)/上市企業(yè)鄭州行啟動(dòng)儀式、主題報告會(huì )、中國涉銅高校材料學(xué)院與研究院院長(cháng)論壇、銅基新材料產(chǎn)需學(xué)研用發(fā)布對接及簽約儀式、銅加工市場(chǎng)與資本論壇、銅板帶箔產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇、銅管棒線(xiàn)及特種加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇等九部分組成?,F將9月14日的中國涉銅高校材料學(xué)院與研究院院長(cháng)論壇的專(zhuān)家報告加以整理,以饗讀者。
在9月14日下午舉辦的2023年中國涉銅高校材料學(xué)院與研究院院長(cháng)論壇上,8位專(zhuān)家圍繞銅加工產(chǎn)業(yè)做了精彩報告。論壇由河南省科學(xué)院材料研究所執行所長(cháng)張國賞,中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)李周主持。
西安理工大學(xué)副校長(cháng)梁淑華作《銅基材料研究新進(jìn)展》報告。主要介紹了高強高導銅基材料研究背景、原位自生銅基復合材料粉末、銅基復合材料空間構型設計、高強高導銅合金3D打印探索以及銅基復合材料數值模擬研究等研究?jì)热荨?/span>
西安理工大學(xué)副校長(cháng)梁淑華作報告
中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)李周作《銅鈦合金制備技術(shù)的幾點(diǎn)思考》報告。超高強彈性銅合金具有優(yōu)良導電、熱和機械性能,是電子元器件中信號和傳輸和結構連接的關(guān)鍵材料。隨著(zhù)航空航天兵器船舶等行業(yè)的快速發(fā)展,尖端行業(yè)對超高強彈性銅合金提出更高要求,Cu-Ti系合金作為超高強彈性銅合金的代表,具有高彈性、抗疲勞、高的彈性極限、無(wú)磁性、無(wú)沖擊火花、易電鍍和釬焊、耐磨等性能以及優(yōu)異的彎曲性能,廣泛應用于用作傳輸電力信號的接插件、連接器、開(kāi)關(guān)觸片以及彈簧等導電彈性元件。隨后介紹了微量元素對鈦青銅的影響:銅鈦合金中添加一定量的錫會(huì )在組織中形成新的第二項TiSn相,合金硬化效果明顯,形成一種良好的高強度、中等導電率材料;鐵的添加使銅-鈦合金固溶處理后塑性增高,能顯著(zhù)阻止加熱時(shí)的晶粒長(cháng)大,抑制時(shí)效過(guò)程中的晶界反應,形成金屬間化合物,提高合金耐磨性;鎳與鈦形成化合物Ni3Ti可獲得顯著(zhù)沉淀硬化效果。介紹了銅鈦合金熔煉的研究進(jìn)展,采用真空熔煉,在合理的工藝參數范圍內可有效抑制銅鈦合金在熔煉過(guò)程中的氧化、碳化、夾雜、氣孔等問(wèn)題。最后介紹了形變熱處理對銅鈦合金性能的影響:時(shí)效分解過(guò)程中會(huì )發(fā)生調幅分解,采用形變加時(shí)效的方法可以綜合調控材料性能。
中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)李周作報告
江西理工大學(xué)材料冶金化學(xué)學(xué)部部長(cháng)兼稀土學(xué)院院長(cháng)汪航代江西理工大學(xué)黨委書(shū)記楊斌作《圍繞產(chǎn)業(yè)鏈 建設學(xué)科鏈 打造創(chuàng )新鏈 服務(wù)銅產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》報告。首先介紹了江西理工大學(xué)因“鎢”而生,因“銅”而興,因新材料而盛,因“稀土”而跨越的辦學(xué)歷史,目前江西理工大學(xué)形成了銅、稀土、鎢、鋰資源綜合開(kāi)發(fā)與利用四大特色和優(yōu)勢,其中銅產(chǎn)業(yè)方面更是具有銅領(lǐng)域采選冶加傳統學(xué)科優(yōu)勢,國家銅冶煉及加工工程技術(shù)研究中心等重大研發(fā)平臺優(yōu)勢,與江銅、銅陵有色、華為等產(chǎn)學(xué)研合作優(yōu)勢。最后詳細介紹了學(xué)校在銅產(chǎn)業(yè)方面的代表性科研成果:復雜硫化銅礦低堿高效分選及綜合利用技術(shù)、真空連鑄技術(shù)、鎢銅合金技術(shù)、銅鐵合金技術(shù)、高性能綠色環(huán)保電子銅箔、高性能5G通訊用電子銅箔、銅絲生產(chǎn)智能化技術(shù)、高品質(zhì)Cu-Sn合金微細絲、銅鉻系合金、超高強銅鎳錫合金、超高強高塑銅鈦合金、氧化釔彌散強化銅合金、基于機器學(xué)習的銅鉻合金成分/工藝/性能預測等。
江西理工大學(xué)材料冶金化學(xué)學(xué)部部長(cháng)兼稀土學(xué)院院長(cháng)汪航代江西理工大學(xué)黨委書(shū)記楊斌作報告
中國有研科技集團有限公司有色金屬材料制備加工國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任解浩峰作《特殊環(huán)境服役銅基材料的設計與應用研究》報告。銅鎳合金由于其耐海水腐蝕、高換熱系數、優(yōu)良的機械性能、耐海洋生物污損、耐泥沙沖蝕等性能優(yōu)勢被用作海洋工程中的熱交換用管和輸液管道管系用管,但海水管系用銅合金材料仍存在腐蝕現象,主要為生物污損、局部腐蝕、沖刷腐蝕、電偶腐蝕等。針對此現象,團隊開(kāi)展了白銅管材優(yōu)化設計研究,并得出了添加必要的熱處理工藝和于相對潔凈的天然海水中自然成膜可提升管材耐沖刷腐蝕性能等結論;介紹了菌落環(huán)境服役銅合金,抑菌銅能夠24小時(shí)全天候抑制致病細菌生長(cháng),在兩小時(shí)內殺滅其表面超過(guò)99.9%的特定細菌,能最大限度減少接觸面的“二次污染”,團隊對此開(kāi)展研究,得出了Cu含量相同時(shí),Cu-Zn合金的抑菌效果顯著(zhù)優(yōu)于Cu-Ni合金,抑菌作用主要靠Cu2O和ZnO等結論;介紹了耐高溫導熱銅合金,說(shuō)明了CuCr合金的研究進(jìn)展;介紹了耐低溫沖擊銅合金,分享了Cu-Ni-X合金的研究進(jìn)展。
中國有研科技集團有限公司有色金屬材料制備加工國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任解浩峰作報告
中鋁集團首席工程師牛立業(yè)作《中國銅業(yè)高端銅基材料發(fā)展思考》報告。2000年以來(lái),我國銅基材料持續高速發(fā)展,產(chǎn)量規模由160萬(wàn)噸,到2021年增長(cháng)到1922萬(wàn)噸,其中板帶箔產(chǎn)量從2000年19萬(wàn)噸增長(cháng)到2022年增長(cháng)到240萬(wàn)噸;管棒產(chǎn)量從2000年24萬(wàn)噸增長(cháng)到2022年增長(cháng)到393萬(wàn)噸;線(xiàn)材產(chǎn)量從2000年21萬(wàn)噸增長(cháng)到2022年增長(cháng)到998萬(wàn)噸。近年來(lái),我國在銅基材料研制及生產(chǎn)方面,雖然取得了長(cháng)足的進(jìn)步,但高端無(wú)氧銅、白銅、銅錫合金、高銅合金等板帶箔銅基材料,還持續規模進(jìn)口。隨著(zhù)多年的努力,我國板帶箔銅基材料出口,從多年的3-4萬(wàn)噸/年提升到近10萬(wàn)噸,實(shí)現了歷史性突破。國外方面,近十年來(lái),世界銅基材料產(chǎn)量持續提升,但國外產(chǎn)量規模呈下降趨勢,從2012年的1756噸,下降到2022年1516噸,德國、日本、美國、意大利、韓國等主要工業(yè)國家,銅基材料產(chǎn)量總合從2012年的738噸,到2022年717噸,基本持平。隨后介紹了中銅銅基材料在電子信息領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域、銅線(xiàn)領(lǐng)域、海洋工程領(lǐng)域均有所突破,獲得了諸多科研成果。最后給出了高端銅基材料發(fā)展建議:一是補短板,打通瓶頸工序,在高端銅基材料進(jìn)口替代取得突破;二是鍛長(cháng)板,對標世界一流,建設“智能工廠(chǎng)”,實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展。
中鋁集團首席工程師牛立業(yè)作報告
鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(cháng)趙紅亮作《基于成分設計及組織調控的高強高導銅合金開(kāi)發(fā)》報告。當前,銅下游行業(yè)對銅及銅合金提出了高導熱、高導電、耐腐蝕、良好塑性的使用要求,并且大多數情況下,要求銅合金同時(shí)滿(mǎn)足高強與高導,因此團隊開(kāi)展了基于成分設計的銅合金開(kāi)發(fā)研究工作,對Cu-Ni-Be和Cu-Ni-Be-Si合金進(jìn)行了金相、硬度、電導率、TEM等測試,得出了Si的加入抑制了過(guò)時(shí)效NiBe相的粗化,延緩了強度與硬度的下降、Cu-Ni-Be-Si具有更寬廣的性能調節窗口等結論;隨后介紹了Cu-Ni-Si-Co合金主要以第二相析出強化為主。在基于雙峰時(shí)效的銅合金開(kāi)發(fā)中,介紹了Cu-Fe-Ti合金冷軋樣品在時(shí)效過(guò)程中出現雙峰時(shí)效現象,第一個(gè)峰的硬度高于第二個(gè)峰、冷軋時(shí)效樣品的硬度和電導率明顯優(yōu)于直接時(shí)效樣品等結論,最后介紹了預時(shí)效優(yōu)化銅合金性能研究進(jìn)展。
鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(cháng)趙紅亮作報告
河南省先進(jìn)導體材料重點(diǎn)實(shí)驗室常務(wù)副主任周延軍作《高性能耐蝕銅合金組織性能調控研究進(jìn)展》報告。船舶及海洋工程用材要求銅合金具備高強、高延伸、高耐磨、高耐蝕,無(wú)磁防爆等使用性能,團隊對此開(kāi)展了Cu-Ni-Sn基合金熔鑄工藝與Sn反偏析控制技術(shù)研究?;谖⒑辖鸹O計,實(shí)驗室制備出系列Cu-15Ni-8Sn合金鑄錠,探明了Zn、Y、Nb、Si、Al、Co等微合金化元素對Sn元素分布和枝晶組織的影響規律;針對熱變形加工技術(shù)研究,開(kāi)展了Cu-15Ni-8Sn合金不同變形溫度和應變速率下的熱壓縮模擬試驗,獲得了材料應力-應變關(guān)系,構建了本構方程和熱加工圖,優(yōu)化出熱變形安全加工區。在此基礎上,探明了Cu-15Ni-8Sn合金熱變形組織演變規律,為熱加工工藝優(yōu)化奠定基礎;針對形變熱處理工藝研究等工作開(kāi)展了Cu-15Ni-8Sn合金熱處理技術(shù)研究,探明了固溶溫度對合金富錫γ相分布特征和基體晶粒大小的影響規律,優(yōu)化出合適的固溶工藝參數。在此基礎上,正在開(kāi)展組合形變熱處理工藝研究,進(jìn)一步提升其綜合性能。
河南省先進(jìn)導體材料重點(diǎn)實(shí)驗室常務(wù)副主任周延軍作報告
合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士馬冰代合肥工業(yè)大學(xué)原副校長(cháng)吳玉程作《彌散強化銅在聚變領(lǐng)域中的應用及研究進(jìn)展》報告。在介紹了聚變能發(fā)展現狀、彌散相前驅體對銅材的影響、Cu-Y2O3和Cu-Al2O3熱穩定性等基礎上,分享了最新的科研成果,并介紹科研成果如下:相比于添加Y2O3,或者純Y金屬,添加Cu6Y可以促進(jìn)Y元素的溶解,Cu6Y顆粒在球磨過(guò)程中逐漸破碎、溶解到Cu基體中;添加Cu6Y的ODS-Cu原位形成了數密度為1.8×1021/m3平均顆粒尺寸為19±7nm的Y2O3顆粒,進(jìn)而大幅提高彌散強化作用;相比于A(yíng)l2O3顆粒44.1 kJ/mol的激活能,Y2O3顆粒58.9 kJ/mol的激活能更高,熱穩定性更強;進(jìn)一步提高Cu-Y2O3彌散相數密度,從而釘扎、抑制高溫下晶粒長(cháng)大可進(jìn)一步改善Cu-Y2O3高溫熱穩定性。
合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士馬冰代合肥工業(yè)大學(xué)原副校長(cháng)吳玉程作報告
河南省科學(xué)院材料研究所執行所長(cháng)張國賞
論壇現場(chǎng)
(銅業(yè)部 袁帥)