Trendy i problemy w zakresie badań i rozwoju zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi w moim kraju_Blog PTJ

Usługi obróbki CNC Chiny

Trendy i problemy w zakresie badań i rozwoju zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi w moim kraju

2021-11-16

Miedź i stopy miedzi to klasa kluczowych materiałów o ważnych zastosowaniach. Ze względu na doskonałą przewodność cieplną, przewodność elektryczną, ciągliwość, odporność na korozję itp. miedź jest niezbędnym materiałem do niektórych zastosowań w lotnictwie i uzbrojeniu.

W produkcji addytywnej zastosowanie materiałów miedzianych jest stosunkowo późne, ale w ostatnich latach wykazuje szybki trend rozwojowy. W szczególności zastosowanie wytwarzania dodatków ze stopów miedzi w przemyśle obronnym i wojskowym stale poczyniło istotne postępy, co przyczyniło się do rozwoju wytwarzania dodatków z materiałów miedzianych.

W ciągu ostatnich dwóch lat przemysł wytwarzania przyrostowego wyraźnie odczuł wzrost popytu na stopy miedzi, a nowi użytkownicy nadal opracowują aplikacje do wytwarzania przyrostowego ze stopów miedzi. Materiały przeszły również z wczesnego, łatwego do kształtowania odlewanego brązu cynowego na czystą miedź i różne rodzaje miedzi o wysokiej wytrzymałości i przewodności właściwej. . Według raportu badawczego, w latach 2019-2027 światowy rynek wytwarzania dodatków miedziowych będzie rósł w łącznym rocznym tempie wzrostu wynoszącym 51%. Chociaż w drukowaniu stopów miedzi nadal występuje wiele problemów związanych z procesami i materiałami, można przewidzieć, że miedź będzie miała swoje miejsce w produkcji addytywnej do metalu.

Status aplikacji stopów miedzi w kraju i za granicą

Wraz z szybkim postępem przemysłu zaawansowanych technologii, nowe materiały rozwijają się w kierunku ultrawysokiej wydajności, wysokiej czystości i wysokiej iteracji [2], co stawia wyższe wymagania w zakresie integracji, funkcjonalności, miniaturyzacji i niezawodności Produkty powiązane. Zaawansowana miedź i stopy miedzi są stosowane jako materiały przewodzące rdzenia, które są szeroko stosowane w elektronicznym przemyśle informacyjnym, elektroniczne środki zaradcze, radary, lampy mikrofalowe o dużej mocy do sprzętu obronnego, materiały przewodzące pola magnetycznego o wysokim impulsie, przewody napowietrzne dla wysokich -przejazd szynowy, duża modulacja częstotliwości prądu i regulacja prędkości, prowadnice i pierścienie końcowe silników asynchronicznych silników trakcyjnych, elektrody do zgrzewania oporowego dla nowych pojazdów energetycznych, materiały akumulatorowe, materiały sprężyste stosu ładowania, formy do maszyn do ciągłego odlewania dla przemysłu metalurgicznego, elektryczne urządzenia próżniowe, wyłącznik mostki kontaktowe dla elektrotechniki i różnego rodzaju przewodów i tak dalej.

Trendy i problemy w zakresie badań i rozwoju zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi w moim kraju

Obecnie wielu znanych zagranicznych producentów dodatków uszlachetniających włączyło materiały miedziane do swoich katalogów produktów. Bardziej reprezentatywnie, firma EOS ogłosiła podręczniki danych dla czystego Cu i CuCrZr w 2020 r., a w 2021 r. uruchomiła wersję AMCM (spółka zależna EOS, produkcja zindywidualizowana, produkcja addytywna, dostosowana maszyna) dwóch rodzajów materiałów. SLM Solutions sukcesywnie wprowadza na rynek CuSn10 i CuCrZr dane produktu. W 2019 roku firma wprowadziła na rynek produkty CuNi2SiCr, które uwzględniają zarówno wytrzymałość, jak i przewodność elektryczną i cieplną, które mogą być stosowane w formach i polach elektrycznych i stają się głównym produktem w produkcji przyrostowej materiałów ze stopów miedzi.

Producenci materiałów TLS Technik, m4p, Sandvik, Makin i inne firmy ogłosili własną produkcję addytywną produktów ze stopów miedzi. Obecnie miedź i stopy miedzi do wytwarzania przyrostowego są skoncentrowane w czystym Cu, CuSn10, CuCrZr i CuNi2SiCr. Chociaż CuNiSn, CuCr, CuCrNb, CuAlFeNi i inne materiały również mają odpowiednie badania i zastosowania w zakresie wytwarzania przyrostowego, stopień zastosowania nie jest tak dobry, jak w przypadku pierwszych czterech rodzajów produktów. Youyan Powder New Material Co., Ltd. (w skrócie „Youyan Powder”, kod giełdowy 688456) jest największym dostawcą proszku miedzianego w Chinach, z roczną sprzedażą ponad 30,000 10 ton proszku miedzi i stopów miedzi. Jej spółka zależna, Beijing CommScope Xiwei, przeprowadziła badania i zastosowanie proszku miedzi i stopów miedzi do wytwarzania przyrostowego w Chinach. Obecnie utworzyła stosunkowo kompletną serię specjalnych proszków miedzi i stopów miedzi do wytwarzania przyrostowego, w tym czystego Cu, CuSn2, CuCrZr, CuNiXNUMXSiCr, CuAlFeNi itp., które uzyskały ważne zastosowania w lotnictwie, formach, elektrotechnice i innych dziedzinach .

1. Czysta Cu

W porównaniu ze stopami miedzi zaletą czystej Cu jest jej przewodność elektryczna i cieplna, ponieważ wszystkie rodzaje stopów miedzi nieuchronnie tracą przewodność elektryczną i cieplną po dodaniu pierwiastków do miedzi. Ponieważ czysta miedź ma niski współczynnik absorpcji przy konwencjonalnej długości fali 1064 nm, tak zwanej czerwonej długości fali, i nie jest łatwo osiągnąć zwartość, drukowanie z czystego Cu zawsze stanowiło problem. Obecnym rozwiązaniem jest zastosowanie lasera o krótkich falach, takiego jak zielony laser 515nm firmy TRUMPF, a drugim zwiększenie mocy, takiego jak urządzenie AMCM firmy EOS wyposażone w laser o mocy 1 kW do druku na czystej miedzi. Bez względu na rodzaj sprzętu używanego do drukowania, w celu uzyskania części z czystej miedzi o wysokiej gęstości lub wysokiej przewodności elektrycznej i cieplnej, proszek surowcowy musi zachować wysoką czystość, a jednocześnie mieć właściwości proszku, które są łatwiejsze do uzyskania, takie jak rozsądne cząstki rozkład wielkości i przepływ Dobra wydajność i wysoka gęstość upakowania luzem. W przypadku otrzymywania czystego proszku miedziowego celem jest utrzymanie wysokiej czystości materiału przy zachowaniu wysokiej kulistości.

2. CuSn10

Jako odlew z brązu cynowego, CuSn10 jest łatwy do kształtowania, a wiele modeli lub rzemiosł wykorzystujących materiały miedziane jest drukowanych za pomocą CuSn10. Stop CuSn10 ma wysoką wytrzymałość, doskonałą odporność na zużycie i odporność na korozję. Może być używany do produkcji części odpornych na zużycie, takich jak ostrza i biegs, ale jego przewodność elektryczna i cieplna nie jest wysoka. Dlatego CuSn10 nie jest generalnie używany do spełnienia wymagań dotyczących przewodności elektrycznej lub cieplnej. CuSn10 to konwencjonalny produkt w obecnym wytwarzaniu przyrostowym materiałów ze stopów miedzi.

3. CuCrZr

Silniki rakietowe są typowym scenariuszem zastosowań stopów miedzi. Wymagania materiałowe dotyczące okładziny silnika i powiązanych części są niezwykle wysokie. Z jednej strony ze względu na ekstremalnie wysoką temperaturę spalania w komorze spalania (ponad 3000°C), z drugiej strony wysoka temperatura, wysokie ciśnienie i szybki gaz powodują silną korozję materiałów. Stop CuCr jest typowym stopem miedzi wzmacnianym wydzieleniowo, a dodatek pierwiastka Zr może sprzyjać wytrącaniu się fazy Cr i poprawiać rozkład wytrąconych faz. Jednocześnie związek miedziowo-cyrkonowy utworzony przez Zr i Cu może pełnić rolę wzmocnienia wydzieleniowego. Dlatego mechanika stopu CuCrZr ma doskonałe osiągi i może być stosowany w produkcji części silników rakietowych. W ostatnich latach krajowe jednostki lotnicze przeprowadziły więcej prac badawczo-rozwojowych nad wytwarzaniem przyrostowym części komory oporowej silników rakietowych. CuCrZr jest obecnie materiałem opcjonalnym. Warto wspomnieć, że materiały ze stopów miedzi na części silników rakietowych są wciąż aktualizowane i powtarzane. CuZr, CuCr, CuAgZr, CuCrNb i inne materiały mają sukcesywnie stosowane badania, zwłaszcza GRcop-42, który jest weryfikowany przez NASA w Stanach Zjednoczonych. (Cu-4Cr-2Nb at%), ma ulepszyć materiał komory spalania silnika rakietowego na nowy poziom.

4. CuNi2SiCr

SLM Solutions wprowadziła na rynek produkt ze stopu miedzi CuNi2SiCr w 2019 roku. Materiał ten jest utwardzalnym cieplnie stopem o wysokiej wytrzymałości i zrównoważonym połączeniu przewodności elektrycznej i przewodności cieplnej. Jednocześnie stop zawiera składniki niklu i krzemu, które mają wysoką odporność na korozję i zużycie. Sam CuNi2SiCr nie jest nowym komponentem. Materiał ten odpowiada stopowi American Standard C18000. Firma SLM Solutions przejęła inicjatywę w stosowaniu tego materiału w produkcji przyrostowej i przeprowadziła prace związane z identyfikacją materiałów i weryfikacją parametrów, dodając ważnego członka do rodziny stopów miedzi wytwarzanych przyrostowo. Wytrzymałość CuNi2SiCr po obróbce cieplnej jest znacznie wyższa niż CuCrZr i innych materiałów, przy zachowaniu pewnego stopnia przewodności cieplnej i przewodności elektrycznej. Był w stanie spełnić niektóre wymagania dotyczące produkcji form i części przewodzących, dzięki czemu będzie miał ważne zastosowania w formach i polach elektrycznych.

Trendy i problemy w zakresie badań i rozwoju zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi w moim kraju

(1) Trendy w zakresie badań i rozwoju technologii

W ostatnich latach ogólny poziom wysokosprawnych stopów miedzi w moim kraju oraz technologia ich przygotowania uległy znacznemu postępowi. Wzrastają rodzaje wysokowydajnych produktów ze stopów miedzi z niezależnymi prawami własności intelektualnej, a poziom przetwarzania zainstalowanych materiałów ze stopów miedzi zbliżył się do międzynarodowego poziomu zaawansowanego. Trend rozwoju badań i rozwoju oraz industrializacji zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi charakteryzuje się następującymi cechami.

(1) Rozwój od pojedynczego wymagania dotyczącego wydajności do wymagania dotyczącego wielofunkcyjnej charakterystyki. Na przykład materiały na bazie miedzi o wysokiej przewodności cieplnej i wysokiej wydajności ekranowania elektromagnetycznego powinny zaspokoić zapotrzebowanie na materiały przewodzące w polach o wysokiej precyzji, takich jak pulsacyjne systemy silnego pola magnetycznego i nadajniki elektromagnetyczne przyspieszające cząstki; Linia jezdna sieci elektroenergetycznej kolei dużych prędkości 380 km/h Oprócz wysokiej przewodności elektrycznej powinna mieć również wyższą wytrzymałość, odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową; stopy miedzi w układach scalonych o bardzo dużej skali wymagają wysokiej wytrzymałości, wysokiej przewodności, odporności na ciepło, odporności na zginanie i łatwości trawienia.

(2) Materiały do ​​obróbki miedzi rozwijają się w kierunku cienkości, cienkości, długości i wysokiej precyzji. Zapotrzebowanie na ultracienkie druty, ultracienkie wstążki, cienkościenne rury, ultradługie rury, ultradługie taśmy, rury gwintowane, rury o specjalnych kształtach, pręty o specjalnych kształtach, paski o specjalnych kształtach i inne produkty zwiększać. Na przykład ołowiana rama odzwierciedla trend rozwoju wielonożnych i wysokiej gęstości, ultracienkich, miniaturyzacji.

(3) Wysokie oczyszczanie miedzi. Zawartość miedzi w miedzi przemysłowej jest zwiększona z 99.9% do 99.95%, a następnie do 99.99% lub nawet więcej, aby maksymalnie poprawić przewodność elektryczną i cieplną materiału. Ultra czysta miedź o zawartości miedzi 99.999 9% zminimalizuje wpływ zanieczyszczeń na przewodność elektryczną i cieplną.

(4) Materiał kompozytowy. Potencjał jednej metody wzmacniania materiału jest ograniczony, a wykorzystanie metod kompozytowych do dalszej poprawy wszechstronnej wydajności miedzi stało się gorącym punktem badawczym. Na przykład dodanie cząstek drugiej fazy, wiskerów lub włókien do stopów miedzi w celu wzmocnienia matrycy miedziowej i opracowania nowych wielofunkcyjnych materiałów kompozytowych na bazie miedzi, które są ważne dla teorii projektowania wysokowydajnych stopów miedzi i praktycznych zastosowań w pola technologiczne. wartość.

(2) Napotkane problemy

Chociaż mój kraj jest największym na świecie producentem materiałów ze stopów miedzi, nadal nie jest silnym krajem pod względem materiałów ze stopów miedzi. lotnictwo, informatyka elektroniczna, inżynieria morska, sprzęt wysokiej klasy i wiele innych dziedzin zaawansowanych technologicznie wysokowydajnych stopów miedzi, które są pilnie potrzebne, nadal opiera się na imporcie; istnieje wielu producentów materiałów ze stopów miedzi, niska koncentracja przemysłowa, słaba konkurencyjność produktów i skromne zyski przemysłu. , Niezdolność do wspierania rozwoju branż high-tech. Główne problemy związane z przemysłem materiałów ze stopów miedzi są następujące.

(1) Istnieje kilka odmian i gatunków wysokowydajnych stopów miedzi, a ogólna wydajność niektórych wysokowydajnych stopów miedzi jest ogólnie niższa niż podobnych produktów importowanych, takich jak niezależnie opracowane i wyprodukowane Cu-Ni-Si oraz taśmy ołowiane Cu-Cr-Zr. mało.

(2) Stabilna zdolność produkcyjna produktów ze stopów miedzi na dużą skalę i wysokiej jakości wymaga pilnej poprawy. Na przykład stabilność wydajności, jakość powierzchni i kompleksowe gotowe produkty z wysoce precyzyjnych elastycznych taśm ze stopu miedzi nadal wymagają przełomu.

(3) Przetwarzanie wysokowydajnych stopów miedzi powoduje poważne zanieczyszczenie środowiska i poważne marnotrawstwo zasobów; wydajna i krótkoprocesowa technologia przygotowania nie jest jeszcze dojrzała, a jakość i wydajność produktu wymagają poprawy.

(4) Brak niezależnej technologii produkcji niektórych wysokiej klasy urządzeń produkcyjnych ogranicza rozwój nowych produktów. Na przykład większość precyzyjnych urządzeń do produkcji folii opiera się na imporcie.

(5) Niektórym wysokiej jakości materiałom ze stopów miedzi brakuje niezależnych praw własności intelektualnej i publicznej platformy badawczo-rozwojowej, a tworzenie baz danych dotyczących wydajności materiałów, technologii produkcji, norm i specyfikacji pozostaje w tyle.

(6) Technologia przygotowania wielkogabarytowej homogenizacji miedzi beztlenowej o bardzo wysokiej czystości i bardzo niskiej zawartości tlenu wymaga dalszej poprawy, a technologia przygotowania wysokiej precyzji, dużej średnicy i długotrwałej korozji- odporny stop miedziowo-niklowy wymaga pogłębienia.

KONIEC

W porównaniu z produktami, takimi jak tytan, aluminium i stopy żaroodporne, wytwarzanie przyrostowe miedzi i stopów miedzi jest nadal niedojrzałe. EOS wprowadził koncepcję podobnego poziomu rezerwy technologicznej (TRL) dla produktów materiałowych w 2019 roku. Obecnie dwa rodzaje materiałów miedzianych są oznaczone jako poziom 3, który należy do poziomu weryfikacyjnego, podczas gdy produkty takie jak IN718 i AlSi10Mg są generalnie na poziomie 7-9. Na tym etapie produkcja addytywna stopniowo przesunęła się z weryfikacji modelu na wytwarzanie produktu. Materiały do ​​wytwarzania przyrostowego wejdą w etap doboru lub projektowania materiałów w oparciu o aplikacje. Iteracja aktualizacji materiałów z miedzi i stopów miedzi jest bardziej oczywista. Można przewidzieć, że wraz z ciągłym rozwojem procesów i materiałów zastosowanie wytwarzania przyrostowego materiałów miedzianych wzniesie się na nowy poziom.

Link do tego artykułu: Trendy i problemy w zakresie badań i rozwoju zaawansowanych materiałów ze stopów miedzi w moim kraju

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


warsztat obróbki cncPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjnyAerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.


Odpowiedz w ciągu 24 godzin

Infolinia:+86-769-88033280 E-mail: sales@pintejin.com

Proszę umieścić plik(i) do przesłania w tym samym folderze i ZIP lub RAR przed załączeniem. Przesyłanie większych załączników może potrwać kilka minut w zależności od szybkości lokalnego internetu :) W przypadku załączników powyżej 20 MB kliknij  WeTransfer i wyślij do sprzedaz@pintejin.com.

Po wypełnieniu wszystkich pól będziesz mógł wysłać swoją wiadomość/plik :)