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  • 资深大佬传授:选择汽车连接器用铜合金材料的注意点

    SMM 9月19日讯:铜陵高铜科技有限公司总经理高维林在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上从多个角度详细分析了汽车连接器用铜合金材料,包括特点、用途、要求特性,并且重点讲解了在对汽车连接器进行材料选择时的注意点。 铜合金(板带)材料的简介-特点和用途 (1)铜加工领域中,合金品种最多,制造难度最大。 (2)易于冲压和弯曲加工成各种形状,因此用途极其广泛 技术难题:综合特性全面提高;各要求特性之间基本上都是;互为相反(彼长此消)的关系: 所以需要针对不同的用途,要明确具体的特性要求,选择最适合的合金。 汽车用铜合金(板带)材料的要求特性 主要是根据电流的大小:    电流越大,部件尺寸相对越大,主要是要求导电率要求高,而对其他特性要求相对不高。 电流较小,部件尺寸相对小,要求强度高,相应的弯曲成形性好。 汽车连接器(线束端子)用铜合金材料的要求特性 1.为了保障端子的形状和尺寸精度: 要求铜合金材料具有极其良好的弯曲加工型(特别是能满足打线弯曲要求)。 2.为了保障弹簧部有足够的接触压力以及端子组装时的强度要求: 铜合金材料要有足够的强度(特别是垂直于轧制方向(TD方向)的强度)。 3.由于线束端子放在汽车引擎室等高温环境,要求铜合金材料具有极其良好的耐应力松弛性。 4.由于线束端子传递微信号,对铜合金材料的导电性要求不高。(一般20-40%IACS左右) 从历史发展,以强度-导电率分类,目前3百多种铜合金可分为4代合金。 汽车线束端子用铜合金,由于上述特性要求,从Cu-Zn(黄铜)→ Cu-Ni-Sn-P系 → Cu-Ni-Si系 →将来 随着汽车连接器(线束端子)的小型化,大电流,形状复杂化,使用环境高温化,要求铜合金材料具有更高的强度,导电率,弯曲加工性,耐应力松弛性,电镀性。 汽车连接器用(线束端子)铜合金材料选择上的注意点 1. 耐应力松弛性比强度更重要: 线束雌雄端子之间为了保持信号的稳定性,必须维持一定的接触压力。线束端子在引擎室等比较高的温度下,应力会松弛(类似蠕变现象),造成接触不良,信号失灵等。     通过合理设计,可以选择强度相对小,耐应力松弛性好的铜合金。提高接触安定性的同时,减低材料的采购成本。 2. 要注意铜合金板材的强度异方形: 强度的方向性: 由于制造工艺不同,铜合金的强度一般是有异方性的。即,沿板条轧制方向(LD)和宽度方向(TD)的强度是不同的。 现在材料质保书上通常使用的是轧制方向(LD)的强度。需要根据实际使用情况来判断强度。 3. 要注意弯曲加工性的异方形: 铜合金板带是通过轧制加工的,因此弯曲加工性有显著的异方性(平行于轧制方向和垂直于轧制方向的弯曲加工性有很大差异,即GW和BW)。 线束(雌性)端子要求: 1).铜合金板带在轧制(LD)方向要就具有异常优异的弯曲加工性。 2).垂直于轧制方向(TD)的弹簧部分的弯曲加工性可以稍微差一点。(因为弹簧部宽度较小,有利于弯曲加工)。 3).箱型端子需要打线弯曲时,铜合金板带材的加工硬化率不能高。 汽车连接器用铜合金板的表面处理 为了保障线束端子的接触安定性,铜合金材料在加工成端子前,一般要进行预电镀(Pre-Tin plating),目前主要有两种主流电镀m模式,回流电镀(Reflow Tin)和热浸电镀(Hot Dip Tin)。 两种主流的电镀方式,各有优势,可根据实际需求选择。 日系汽车的线束端子尺寸较小,倾向于使用回流电镀; 欧系汽车的线束端子尺寸较大,倾向于使用热浸电镀; 结 论 1.汽车连接器的小型化,大电流化,形状复杂化,密装化和高温使用环境的发展趋势,要求铜合金材料具有更高的强度,导电性,弯曲加工性,耐应力松弛性。 2.汽车连接器(线束端子)用铜合金材料选择时,要特别注意铜合金板带材的耐应力松弛性。强度的要求再其次。 3.汽车连接器(线束端子)用铜合金材料选择时,要特别注意铜合金板带材的异方形。即平行于轧制方向的弯曲加工性要优异;垂直于轧制方向的强度要高。 4.汽车连接器用铜合金一般需要预电镀,现在两种主流电镀方式(回流电镀和热浸电镀)各有优势,需根据具体用途选择。 扫描二维码,申请加入SMM汽车行业交流群,请注明公司+姓名+主营业务  

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  • 比亚迪郭强:高性能压铸铝合金在汽车轻量化领域中的应用 未来单车使用量提升空间大

    SMM 9月19日讯:比亚迪中央研究院金属材料研究部经理郭强在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上重点阐述了高性能压铸铝合金在汽车轻量化领域中的应用,具体列举了数个不同的开发方向,并且对未来汽车轻量化的发展道路进行了展望。 汽车轻量化的意义 压铸铝合金开发 开发方向 科研能力 高性能压铸铝合金材料 铝合金密度小,压铸铝合金可以一体成型,成本低,高性能指标可以满足部分汽车零部件的要求,在汽车轻量化领域有很大的应用市场和应用前景。 比亚迪为满足汽车零部件等对材料更高性能的要求,开发了针对不同牌号和性能要求的的高性能压铸铝合金系列。 压铸铝合金应用产品和实例 新工艺-半固态挤压铸造 技术介绍:在金属凝固过程中进行强烈搅拌或振荡等,使树枝状初晶破碎成等轴颗粒状分布于液相,从而得到一种固液混合浆料,通常将此浆料称为非枝晶半固态金属(Semi—Solid Metal,简称 SSM)。下图是半固态成形与普通铸造、锻造的成形过程和对应组织变化。 微观组织 力学性能 应用案例1 K9骨架接头/双层巴士骨架接头 应用案例2 大巴/云轨扶手接头 目前扶手接头主要是304不锈钢精密铸造件,半固态工艺采用铝合金A356(T6)或A354(T6)评估 材料开发 研发了高性能AlSi10Mg压铸铝合金及其压铸成形技术,可应用于汽车车身构件等,所开发的合金普通压铸下典型力学性能如下表所示: 德国Rheinfelden公司发明AlSiMgMn压铸合金,主要用于汽车车身压铸结构件(红色部分) 评估项目 轻量化的应用:铸铁缸体改为铝合金缸体 优势: 1、铝合金与钢相比,铝合金具有质量轻、耐腐蚀性好、易于加工等特点,由铸铁缸体改为铝合金缸体,重量减轻了28.9KG。传统燃油汽车整备重量每减少100KG,百公里油耗可降低0.3-0.6升。新能源汽车每减少100KG重量,续航里程可提升10%-11%,电池成本减少20%,日常损耗成本减少20%。 2、铝合金缸体相比铸铁缸体散热好。 3、铝的导热性更快,所以冷却性能好,可以帮助引擎减少非正常燃烧的发生概率,同样的压缩比,铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号的汽油; 4、生产过程中来讲,铸铁缸体生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂,而铸铝缸体的生产特点则刚好相反。 工艺难点: 1、产品结构复杂,壁厚不均匀。油道、水道多,耐压要求高。密封面多,气孔要求高(缸盖结合面不允许有超过φ0.5mm的单个气孔存在)。斜油孔与螺纹孔之间壁厚很薄,存在测漏不良问题。 工艺改善措施:优化浇排系统,采用双边进浇(相比单边进浇:铝液流程短),利于成型,有效改善产品内部质量。 2、多处斜油孔不能预铸,易有内部缩孔;模具上应用局部增压技术,最小点冷孔做到φ3mm,点冷进水管内径做到φ1.8mm。油孔测漏良率由80%改善至97%。 轻量化的应用:多个产品集成一体 优势 : 1、由最初的变速箱和电机两个产品集成为一个产品,减少了产品数量,减少了模具数量,节约了生产时间,节约了模具成本及生产成本。 2、两个产品集成为一体成型后,减少了连接部位,减轻了整车重量,同时节省了布局空间,提升了产品安全性能。 工艺难点 : 1、 集成化后,产品轮廓变大,结构复杂,模具结构复杂。两个斜油孔1和2紧挨着导致油孔1不能预铸,局部壁厚很厚。机加工后孔内易出现缩孔,导致油道泄漏。 工艺改善措施:斜油孔位置做局部增压 2、另外一个斜油孔镶针由于直径小,点冷孔内径φ3,点冷管内径φ2.3,点冷水运行受阻,壁厚厚大位置不能得到有效冷却,最终形成缩孔导致油道泄漏 工艺改善措施:采用高压点冷技术,提高点冷水压力,改善冷却效果;优化浇注系统和排气系统;用石墨转子在保温炉内除气,以此控制铝液的密度当量在2%以内。 轻量化的应用:翻砂件改成压铸件 优势: 1、由高压铸造工艺替代砂型铸造,产品壁厚减薄,重量减少。 2、砂型铸造生产节拍长,高压铸造生产节拍短,生产连续性好,产量大产出高 工艺难点: 1、该产品有内圈、外圈结构,中间是冷却水道,内外圈之间靠筋条连接,内圈深度深,难成型、难排气。 工艺改善措施:优化浇排系统,使产品内圈先填充,再填充外圈。 2、由高压铸造工艺替代砂型铸造,产品壁减薄,且水道深腔深,成型时温度高,容易粘料、拉模。 工艺改善措施:应用高压点冷技术,加强冷却水压力,提高冷却效果,减少拉模等问题。 铝合金压铸在新能源汽车上轻量化的应用,如前面举例的几条: 1、材料轻量化(铝合金缸体替代铸铁缸体) 2、结构设计优化(多个产品集成一体) 3、制造工艺创新(高压铸造替代砂型铸造) 在确保稳定提升性能的基础上,我们将轻量化应用到大部分复杂件、关重件上,如HAEV箱体等。汽车轻量化的意义在于降低能耗,减少环境污染及节约有限的资源。从驾驶方面来讲,汽车轻量化后,加速性、提高稳定性、噪音、振动方面均有改善。从安全性考虑,碰撞时惯性小,制动距离短,更加安全。 未来展望 中国汽车轻量化起步较晚,汽车轻量化已经从分散化、高端化、单一化的时代走向集约化、普及化、多元化的 2.0 时代。目前我国铝合金、镁合金在汽车上的单车使用量远小于欧美日等汽车大国,提升空间大。 扫描二维码,申请加入SMM汽车行业交流群,请注明公司+姓名+主营业务  

    比亚迪郭强:高性能压铸铝合金在汽车轻量化领域中的应用 未来单车使用量提升空间大
  • 刘新宽教授:电动汽车IGBT铜铝复合散热器市场、工艺、技术突破等解析

    SMM 9月19日讯:上海理工大学材料科学与工程学院教授刘新宽在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上详细阐释了运用于新能源汽车上的IGBT铜铝复合散热器,内容涵盖产品市场、产品材料特性、存在的问题与挑战,以及问题解决方案。 新能源汽车核心--IGBT IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,决定整车的能源效率。 电机驱动要用IGBT 发电机和空调部分需要IGBT 直流充电桩的核心也是IGBT管,直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。 2016年全球电动车销量大约200万辆,消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。 其中,混合动力和PHEV大约77万辆,每辆车需要大约300美元的IGBT,纯电动车大约123万辆,平均每辆车使用540美元的IGBT,大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。 IGBT 市场 IGBT 的关键:散热和背板工艺 自第六代以后,IGBT自身的潜力已经挖掘的差不多了,大家都把精力转移到IGBT的封装上,也就是散热。 车用IGBT的散热效率要求比工业级要高得多,同时还要考虑强振动条件。 散热的关键是材料 电动车中的电池电压在200V以上,电机功率也较大,要求IGBT的额定电压600V~1200V,额定电流300A以上,如此大的功率致发热多,加之IGBT的结温不能超过125℃,如果热量不能及时散掉,造成的危害是IGBT损坏以致影响到整机的运作 散热解决方案 第一,提高 IGBT模块内部的导热导电性能、耐受功率循环的能力, IGBT模块 内部引线技术经历了粗铝线键合、铝带键合再到铜线键合的过程,提高了载流密度 第二,新的焊接工艺,传统焊料为锡铅合金,成本低廉、工艺简单,但存在环境污染问题。新技术主要有:低温银烧结技术和瞬态液相扩散焊接 第三,改进DBC和模块底板,降低散热热阻,提高热可靠性,减小体积,降低成本等 第四,扩大模块与散热底板间的连接面积,如端子压接技术 铜铝焊接技术困难 ①铝化学活泼,易被氧化生成高熔点的金属氧化物 ②铜和铝的导热率高,结晶速度快,易产生气孔 ③铜铝物理性能存在较大差异,焊接时易形成脆且硬的金属间化合物,易产生裂纹 铜铝散热器焊接现状 1. 散热器形状复杂,铝表面存在致密氧化膜 2. 热管的使用温度限制在250℃以下,只能低温钎焊 3. 目前的方法是在铝表面先电镀Ni,再进行热管与铝钎焊。成本高、污染环境、工艺复杂 4. 胶粘热阻大,不牢靠 铜铝低温焊接技术突破 1. 铜铝低温钎焊技术无需电镀Ni,绿色环保,成本大幅降低 2. 生产工艺简单 3. 可以完全利用原有钎焊生产线及设备 铜铝散热器高温熔化焊接技术 突破了电阻焊、摩擦焊在焊接面积大小方面的局限性 焊接强度高,结合面剪切强度大于40MPa 可对复杂形状的铜铝件进行焊接 无钎焊料,无需真空气氛,无需惰性气体保护 焊接速度快,工艺简单,成本低,易实现过程自动化 扫描二维码,申请加入SMM汽车行业交流群,请注明公司+姓名+主营业务

    刘新宽教授:电动汽车IGBT铜铝复合散热器市场、工艺、技术突破等解析
  • 【铜论坛直播】新型铜合金材料与汽车行业完美结合 前景广阔未来可期

    喜看稻菽千重浪,遍地英雄下夕烟 乐逢盛会六百人,捕捉机遇互利赢 上海有色金属行业协会与上海汽车工程学会、SMM聚焦产业发展方向,共同举办“中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛”主题会议于2019年9月19日在上海海虹桥绿地铂瑞酒店盛大开幕,参会人数达600人! 此次会议专设新能源汽车用铜、铝材料两大论坛,特邀优质整车、零部件、材料生产、加工等企业,共议材料解决方案、共同铸造汽车产业链绿色发展闭环,力争搭建优秀汽车全产业链交流协作平台,引领打造先进的新能源汽车产业集群。 其中“2019年中国汽车用铜合金材料技术论坛”也是大咖云集,数位行业资深人士为与会来宾详细分析汽车铜合金材料的行业现状与前景。 》查看上午场直播内容 更多精彩视频敬请关注SMM抖音号, 搜索:“上海有色金属网” 温馨提示 本次会议SMM将在“前线”为您同步报道会议精彩内容,敬请关注SMM网站端【资讯】—【快讯】页面及官方手机APP掌上有色的【资讯】—【快讯】页面,还有视频直播不容错过哦! 点击查看直播 嘉宾主题发言 原上海航天技术研究院电子元器件检验中心的高级工程师/杨奋为 发言主题:接触件铜材应用的基础技术研究 【接触件铜材应用基础技术研究目的】原上海航天技术研究院电子元器件检验中心高级工程师杨奋为在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示随着国家供给侧结构性改革深化,人们在充分理解基础材料对保证电连接器产品质量的重要性同时,也越来越认识到选用国产材料替代进口的紧迫性。因为进口材料虽目前能完全满足连接器技术要求,但往往受价格和交货期,特别是受国际形势影响较大。而选择国产材料虽短期内部分质量—致性和可靠性指标尚不能达到产品设计要求,但从战略发展分析考虑必须解决制约我国电连接器发展的瓶颈之一,即解决国产材料选择和来源问题。 【接触件铜材应用概述】在一台典型的设备系统中,总会发现许多错综复杂的连接器等互连器件。它包括普通导线、印刷电路板、印刷电路连接器、背板接线和互连电缆等。通常可将在电子或电气设备上的连接方式分为以下六种类型。一个系统中不一定全部需要这六种连接类型,但肯定包含其中的一种或几种类型:1. 元件内部的连接;2. 元件至印制电路板或导线的连接;3. 同一单机内部框架上印制电路板至导线或其它印制电路板(指框架内)的连接;4. 同一单机箱体内从一个内部框架至另一内部框架之间的连接;5. 由一个单机设备至另一个单机设备的外部连接;6. 系统与系统之间的连接。 【接触件铜材应用基础技术研究实施要点】要点包括1. 改革研究体制;2. 培育研究团队;3. 数据共享合作共赢;4. 跨界联合开展接触件铜材替代进口的系统研究。 【建立“汽车连接器接触件铜材应用基础研究联盟的”建议】学习借鉴发达国家技术集成创新的成功经验,将互联网理念扩展汽车连接器生产和服务领域,促进汽车连接器生产企业的分工细化和专业化,建议建立由接触件铜材研制、生产、应用、标准和质检等单位组成的“汽车连接器接触件铜材应用基础研究联盟”,并相应创建能应用汽车连接器接触件铜材基础研究成果,实现通用接触件工业3.0 自动化大规模量产的的孵化基地兼物流配送中心。可通过国家有关部委组织可行性立题论证,调研汽车连接器接触件铜材生产应用现状,摸清与进口材料差距,招标确定承担项目单位。并由国家投资对承担项目单位现有生产设备和检测手段改造,逐步实现汽车连接器接触件铜材等效替代进口的目标。为有利于接触件生产过程废料回收利用,建议该基地选址最好在铜合金生产企业附近。   上海理工大学材料科学与工程学院教授/刘新宽 发言主题:IGBT铜铝复合散热器 【新能源汽车核心—IGBT】上海理工大学材料科学与工程学院教授刘新宽在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示,IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,决定整车的能源效率。2016年全球电动车销量大约200万辆,消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。 【IGBT的关键:散热和背板工艺】自第六代以后,IGBT自身的潜力已经挖掘的差不多了,市场把主要精力转移到IGBT的封装上,也就是散热。车用IGBT的散热效率要求比工业级要高得多,同时还要考虑强振动条件。 【散热的关键是材料】电动车中的电池电压在200V以上,电机功率也较大,要求IGBT的额定电压600V~1200V,额定电流300A以上,如此大的功率致发热多,加之IGBT的结温不能超过125℃,如果热量不能及时散掉,造成的危害是IGBT损坏以致影响到整机的运作 【散热解决方案】第一,提高 IGBT模块内部的导热导电性能、耐受功率循环的能力, IGBT模块内部引线技术经历了粗铝线键合、铝带键合再到铜线键合的过程,提高了载流密度。第二,新的焊接工艺,传统焊料为锡铅合金,成本低廉、工艺简单,但存在环境污染问题。新技术主要有:低温银烧结技术和瞬态液相扩散焊接。第三,改进DBC和模块底板,降低散热热阻,提高热可靠性,减小体积,降低成本等。第四,扩大模块与散热底板间的连接面积,如端子压接技术 【铜铝焊接技术困难】①铝化学活泼,易被氧化生成高熔点的金属氧化物;②铜和铝的导热率高,结晶速度快,易产生气孔;③铜铝物理性能存在较大差异,焊接时易形成脆且硬的金属间化合物,易产生裂纹。 【铜铝散热器焊接现状】1. 散热器形状复杂,铝表面存在致密氧化膜;2. 热管的使用温度限制在250℃以下,只能低温钎焊;3. 目前的方法是在铝表面先电镀Ni,再进行热管与铝钎焊。成本高、污染环境、工艺复杂;4. 胶粘热阻大,不牢靠。 【铜铝低温焊接技术突破】1. 铜铝低温钎焊技术无需电镀Ni,绿色环保,成本大幅降低;2. 生产工艺简单;3. 可以完全利用原有钎焊生产线及设备。 【铜铝散热器高温熔化焊接技术】1.突破了电阻焊、摩擦焊在焊接面积大小方面的局限性;2.焊接强度高,结合面剪切强度大于40MPa;3.可对复杂形状的铜铝件进行焊接;4.无钎焊料,无需真空气氛,无需惰性气体保护;5.焊接速度快,工艺简单,成本低,易实现过程自动化。 宁波兴业盛泰集团有限公司的副总监/洪松柏 发言主题:新型铜合金材料在汽车行业的应用及发展 【汽车行业发展及铜合金的运用】随着科技革命和产业革命的兴起,智能汽车已成为汽车产业发展的战略方向。 预计中国新能源汽车市场将大幅增长,到2025年若双积分达标,纯电动与插电式混合动力汽车将分别占比13%与4% 。这就为铜及铜合金材料的运用提供了空间和平台。与传统内燃机汽车相比, 新能源汽车用铜密度更高 ,纯电动汽车单车用铜量超过 80kg,是内燃机汽车的三倍左右,除新能源汽车外,充电设施使用的大量电力电缆和装备用铜合金,均对铜消费产生拉动。电动汽车充电基础设施的建设, 预测到2020 年新增集中式充换电站超过 1.2 万座,分散式充电桩超过 480 万个,上述领域将拉动铜消费量 16.6 万吨 。 【在汽车行业发展中的铜合金运用及趋势】无论从传统汽车,还是智能汽车方面,铜及铜合金材料一直在汽车产品部件中得到广泛应用。随着新能源汽车的发展,汽车电子电气架构已全面改进,铜合金材料的运用(尤其是电连接器方面)得到进一步提升,同时对连接器提出了更高要求。传统汽车连接器为低压连接器,然而新能源汽车连接器多为高压连接器, 工作电压的范围从传统汽车的14V提升至400~600V ,而连接器正是其关键部位。 【未来汽车用铜合金发展趋势与产品方向】洪松柏表示,伴随着物联网、大数据、智能化、5G、工业4.0、无人驾驶、远程医疗等新兴领域和新经济的到来,对传感器的应用空间极其庞大。连接器和传感器的相辅相成的天然融合将会是必然趋势,未来更多连接器将会以模块化,小型化,功能化的面貌出现在市场。未来高性能合金也将会具有更薄的厚度,更高的机械性能,更高的导电率。 铜陵高铜科技有限公司的总经理高维林 发言主题:汽车连接器用铜合金材料 【铜合金(板带)材料的简介-特点和用途】铜陵高铜科技有限公司总经理高维林在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示铜合金(板带)材料的特点:(1)铜加工领域中,合金品种最多,制造难度最大。(2)易于冲压和弯曲加工成各种形状,因此用途极其广泛。并且需要针对不同的用途,要明确具体的特性要求,选择最适合的合金。 【汽车用铜合金(板带)材料的要求特性】主要是根据电流的大小:电流越大,部件尺寸相对越大,主要是要求导电率要求高,而对其他特性要求相对不高;电流较小,部件尺寸相对小,要求强度高,相应的弯曲成形性好。 【汽车连接器(线束端子)用铜合金材料的要求特性】1.为了保障端子的形状和尺寸精度:要求铜合金材料具有极其良好的弯曲加工型(特别是能满足打线弯曲要求);2.为了保障弹簧部有足够的接触压力以及端子组装时的强度要求:铜合金材料要有足够的强度(特别是垂直于轧制方向(TD方向)的强度);3.由于线束端子放在汽车引擎室等高温环境,要求铜合金材料具有极其良好的耐应力松弛性;4.由于线束端子传递微信号,对铜合金材料的导电性要求不高。(一般20-40%IACS左右)。 【汽车连接器用(线束端子)铜合金材料选择上的注意点】1. 耐应力松弛性比强度更重要:线束雌雄端子之间为了保持信号的稳定性,必须维持一定的接触压力。线束端子在引擎室等比较高的温度下,应力会松弛(类似蠕变现象),造成接触不良,信号失灵等。通过合理设计,可以选择强度相对小,耐应力松弛性好的铜合金。提高接触安定性的同时,减低材料的采购成本。 【汽车连接器用(线束端子)铜合金材料选择上的注意点】2.要注意铜合金板材的强度异方形:强度的方向性: 由于制造工艺不同,铜合金的强度一般是有异方性的。即,沿板条轧制方向(LD)和宽度方向(TD)的强度是不同的。现在材料质保书上通常使用的是轧制方向(LD)的强度。需要根据实际使用情况来判断强度。 【汽车连接器用(线束端子)铜合金材料选择上的注意点】3. 要注意弯曲加工性的异方形:铜合金板带是通过轧制加工的,因此弯曲加工性有显著的异方性(平行于轧制方向和垂直于轧制方向的弯曲加工性有很大差异,即GW和BW)。线束(雌性)端子要求:1).铜合金板带在轧制(LD)方向要就具有异常优异的弯曲加工性。2).垂直于轧制方向(TD)的弹簧部分的弯曲加工性可以稍微差一点。(因为弹簧部宽度较小,有利于弯曲加工)。3).箱型端子需要打线弯曲时,铜合金板带材的加工硬化率不能高。 有研工程技术研究院有限公司先进铜合金材料与制备加工技术研究所博士彭丽军 发言主题:高性能铜合金材料及其在汽车领域中的应用 【 中国铜加工发展现状 】铜及铜合金是国民经济建设和高新技术发展的重要基础材料,中国已经连续十年成为世界铜材生产和消费大国。海洋工程装备用大直径高耐蚀铜合金管材、高端电子设备用高性能铜合金镀膜丝线材、新一代极大规模集成电路高密度引线框架和高端电子元器件精密接插件制造用Cu-Ni(-Co)-Si、Cu-Ci-Zi等材料目前主要依靠进口。大而不强,普通产品产能过剩,高端产品依赖进口是目前的现状。 【 高性能铜合金材料及汽车领域中应用 】据国际铜业协会统计,传统汽车内燃机用铜23公斤,混合电动汽车用铜40公斤,插电混合电动汽车用铜60公斤,电动汽车用铜83公斤。国务院《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。 高性能铜合金材料广泛地应用于汽车的散热系统、电子电力系统、制动系统及液压等系统,是汽车的重要元器件的关键基础原材料,汽车行业已成为铜合金材料重要的应用领域之一;随着汽车向着电动化、智能化方向发展,对铜合金材料的综合性能提出更高的要求。鉴于材料成本和车型材料固定化,目前汽车元器件材料主要以黄铜、青铜和部分C70250合金为主。高性能铜合金的推广使用,需要在产-学-研-用四方的共同努力下进行,共同推进汽车行业和铜加工行业向高端方向发展。 宁波博威合金材料股份有限公司研发中心研发主任唐宁 发言主题:高端合金材料助推汽车产业技术进步 现场报道:SMM新闻组 扫描二维码,加入SMM汽车新材料交流群 请注明公司+姓名+主营业务

    【铜论坛直播】新型铜合金材料与汽车行业完美结合 前景广阔未来可期
  • 【大咖谈】一文了解新能源车动力系统效率和成本控制及技术影响

    SMM 9月19日讯:格朗吉斯铝业公司高级副总裁Torbjörn Sternsjö在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上详细阐释了应用于新能源汽车上的热管理系统与传统的燃油汽车在能源效率和成本效率方面的不同,其中又对纯电动汽车和燃料电池汽车进行了详细对比,并且指出新能源汽车对于换热器有着更高的要求,以及新的问题需要解决。 新能源汽车热管理系统 新能源汽车动力系统的效率和成本关注 能源效率 – 与内燃机相比,电动汽车的能源浪费更少 – 有效的能源使用够减少二氧化碳排放 – 热系统的设计变更和应用能够达到源目标,例如泵热系统和插内翅管设计 成本效率 新能源汽车在初期市场开发中,注重市场份额,销量快速增长。 广泛的技术解决方案和快速发展导致对快速投资回报的要求。 对新能源汽车的成本要求与内燃机持平,不依赖于补贴。 关注成本 , 从而选择相应的技术解决方案。 新能源汽车热管理系统高度集成且子系统交互作用更加显著的特性,决定了对材料的要求也会日趋严格 热管理系统高度集成且子系统交互作用 主要热力系统区域集成;温控系统,动力系统和电子系统 将制冷剂和冷却回路结合在一起,最大限度的减少车辆的能源消耗或浪费 热交换系统是保证车辆性能的核心产品 钎焊新要求,当今显著的热交换器的连接技术 关注系统钎剂残留水平 更复杂的热交换器的设计;如内翅片有大量钎焊接头 使用传统钎焊和材料技术,使得焊剂残留量非常大 纯电动汽车典型的热管理系统 纯电动汽车的主要热交换器应用是电池冷却, 类似的热交换器也可用于电子冷却 Chillers  Radiator的尺寸减少 液冷凝器 外热交换器 (热泵)作为一个可切换的热交器,在寒冷季节作为蒸发器,在炎热的季节作为冷凝器 应用于电池汽车的典型热管理系统 在燃料电池汽车(FCV)中,电池组通常被用作“缓冲器”和功率放大器。 电池组容量小于PHEV;例如只有1~2 kwh PEM燃料电池的最佳工作温度为80℃左右 与内燃机汽车相比,FCV有更多热量释放,这意味着需要更大的散热器来冷却燃料电池。 应用于电池汽车的典型热管理系统 在燃料电池汽车 (FCV) 中,电池组通常被用作“缓冲器 缓冲器 ”和功率放大器。 和功率放大器。 和功率放大器。 电池组容量小于 PHEVPHEV PHEV;例如只有 1~2 kwh 1~2 kwh1~2 kwh1~2 kwh1~2 kwh PEM 燃料电池的最佳工作温度为 80 ℃左右 材料要求 电池冷却板的连接技术- 钎焊技术和其它技术的对比 冷板钎焊与辊压连接对比   冷板钎焊与管钎焊对比 液体冷却系统的内部腐蚀 冷却系统对抗腐蚀性有较高的要求,特别是在亚洲地区。 典型的内部腐蚀测试需要100-150天。 钎剂残留会加大系统堵塞,腐蚀,冷却液效用降低以及导电率异常的风险 1. 与内燃机相比,PHEV和BEV中基于冷却剂在热交换器内部表面积更大 综合热管理→更复杂的冷却回路 更多板式热交换器:如液冷冷凝器、 Chiller 、蓄电池冷却板等 增加对焊剂残留量的关注 2. 系统钎剂残留 凝胶形成的风险→通道堵塞问题的产生 冷却剂等级降低 3. 在电动和燃料电池汽车应用中,冷却剂的低电导率要求是必需的 轻量化对于材料减薄的需求 1. 该行业正在通过材料减薄来降低重量和缩减成本 从挤压口琴管向多孔折叠管的转变。 热交换器从空气冷却向液体冷却转变。 2. 强度更高、耐腐蚀性更强的材料需求 高强度芯体合金 改进牺牲阳极复合层,来保护芯体合金免遭腐蚀 3. 智能设计的材料系统解决方案将减轻重量 例如,更紧凑的设计和更窄的通道 换热器设计——折叠管VS多端口挤压管 折叠管:可以减少5-15%的成本,主要包括原材料采购成本,并且可以减少一些成本较高的钎焊后转化涂料的使用,从而进一步节约成本。 铝材合金的复杂程度以及废铝可回收性是影响加工成本的重要因素 1. 成本随着材料的复杂性而增加 在整个价值链中加工复杂复合材料的挑战性导致最终成本增加。 特殊合金元素增加了成本。 合金的组合很难回收利用。 2. 过程废料的回收利用是未来降低材料成本的一个关键因素 可回收材料的可用性正在增加,行业需要找到明智的解决方案来有效地重复使用这些材料。 寻找系统解决方案的可能性:从一种组合类型到另一种组合类型废料的重复使用,反之亦然。   原材料生产对二氧化碳排放的影响占总影响的90%以上 可回收材料替代原料金属对CO2排放有显著影响 使用可回收材料,每公斤成品可节省11公斤二氧化碳的排放量 材料解决方案 TRILLIUM® Lean 满足新能源汽车热管理新需求的最新材料技术 1. 多层复合技术将贡献更大的设计自由度 2. 将Trillium 层嵌入标准的钎焊层 3. 优良的实验环境下, TRILLIUM® Lean能够在低至50 mg/ m2的钎剂含量完成钎焊 4. 根据产品的应用,调整Trillium 含量的可能性:良好的钎焊性;客户工艺过程中体现优势 标准 CAB 钎焊, 传统工艺 活性钎焊, TRILLIUM ® 工艺 TRILLIUM® 活性钎焊技术使新的换热器设计更加自由   液冷板的材料解决方案 1. 应用:电池冷板,电力电子设备冷板 2. 挑战: 平面度:获得低废品率的钎焊产品,尽量减少间隙填充物的使用 钎剂和内部清洁:钎焊性,钎焊长接头和大型部件 板式换热器的材料解决方案 应用:Chillers,油冷器,液冷冷凝器 挑战: 钎剂和内部清洁 钎焊性:紧凑型设计, 狭小流道,许多内部钎焊接头。 热泵的材料解决方案 应用:提供更高的COP,复杂性增加;只在BEVs 挑战:R744的高压,成本增加 材料:挤压管会应用,液冷冷凝器中折叠管会批量应用 总结 NEV对热管理系统提出新要求 钎剂残留对热管理系统提出挑战 在材料选择上,材料效率,环保影响,CO2的足迹会越来越被考虑 Gränges能够提供一个广泛的材料解决方案,来满足现在和未来热系统方案的要求 扫描二维码,申请加入SMM汽车行业交流群,请注明公司+姓名+主营业务  

    【大咖谈】一文了解新能源车动力系统效率和成本控制及技术影响
  • 【轧制铝合金专场直播】同仁聚沪助力汽车轻量化 共探机遇与前景

    小荷才露尖尖角,峰会伊始道道谈! 《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》于今日在上海虹桥绿地铂瑞酒店盛大召开,国内汽车产业链汇聚一堂,共同切磋企业经营之道,铝加工、铜合金企业展示各自的新材料及新技术,此外,行业专家及名企大佬将现场解析当前行业现状及未来行业挑战及机遇。SMM聚焦产业发展新方向,深了解、强解析就在此处,您一览便知! 其中“2019年中国(第七届)铝加工产业链供需交易峰会—轧制铝合金专场”也是人才济济,精英荟萃。数位行业资深人士为与会来宾详解铝加工产业链,并展望铝合金如何助力汽车轻量化以及实现可持续发展。 》查看上午场直播内容 》点击查看视频 》点击查看视频 更多精彩视频敬请关注SMM抖音号, 搜索:“上海有色金属网” 嘉宾主题发言 诺贝丽斯(中国)铝制品有限公司董事总经理/刘清 发言主题:车用轻量化铝合金助力实现可持续发展 【 车用轻量化铝合金助力实现可持续发展 】诺贝丽斯中国董事总经理刘清在《2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会》上表示铝合金板材在车身轻量化设计中能够起到重要作用。采用铝合金材料的轻量化解决方案证明可以提高燃油车的燃油效率为:每减轻10%的车身重量可以降低6-7%的燃油消耗。对于逐渐增长的电动车市场,采用铝合金的轻量化方案在提高行车里程,从而降低电池成本方面扮演了重要角色。通过选取合适的材料组合和连接技术,铝制车门可以达到主机厂对减重成本及车门性能的设计要求。完全铝合金板材的电池包设计方案可以通过高强度铝合金材料为长续航能力的纯电动车提供轻量化的电池包解决方案。 》轻量化设计中铝合金板材起重要作用 这些解决方案需掌握 马勒贝洱德国有限公司总监/Dr. Bernd  Grunenwald 发言主题:铝热传输——冷凝器折叠微通道扁管 德国马勒贝洱有限公司Bernd Grünenwald 博士在《2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会》上表示集成和智能热管理是建立电动交通的先决条件,热管理将推动电动出行。热管理是电动汽车耐久性、效率和车厢舒适性的重要保证。而提高车厢舒适度和帮助电池冷却、这需要冷凝器有更好的热力性能和更强的耐腐蚀性、具有高性能高密度和出色的耐腐蚀性的折叠管冷凝器是趋势所在、由于汽车前端空间有限,汽车冷凝器主要采用12毫米管。下一代冷凝器将基于多孔折叠扁管,可帮助实现电动车高性能要求,并具有高强度和抗腐蚀性,更轻、成本更低,拥有更强的抗冲击力。 》【大咖谈】集成和智能热管理是电动交通的先决条件 热管理将推动电动出行 格朗吉斯铝业公司高级副总裁/Torbjorn Sternsjo 发言主题:应用于新能源汽车热交换器的材料解决方案 格朗吉斯铝业公司高级副总裁Torbjörn Sternsjö在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示,相较于燃油车,新能源汽车能源效率更高,进而可以减少CO2的排放。同时汽车热管理系统设计也会进行改动以求满足排放标准。新能源汽车发展初期,数量增长速度迅猛,之后技术的改进在短时间内提高了新能源汽车的投资回报率。并且随着市场对新能源汽车的需求逐渐增加,对新能源汽车的补贴可以逐渐减少,从而降低成本。同时技术的不断改进也可以持续对成本进行控制。 》【大咖谈】一文了解新能源车动力系统效率和成本控制及技术影响 SMM铝行业高级分析师/梁暄 发言主题:中国铝板带市场回顾及展望——汽车铝板市场规模 SMM铝行业高级分析师梁暄在《2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会》上对汽车铝板市场进行了详细阐释,她表示从建筑、交通等终端市场出发,铝板带需求量增速逐渐放缓;并且行业产能过剩格局凸显,但国产板带箔在海外仍有价格优势。2019年,铝板带产量将继续小幅增加约2.4%,因万通、华峰、中旺、瑞闽等企业仍有新增产能在建,但是根据目前的订单来看,需求增量有限。 2019年中国铝箔产量将维持3.8%的速度平稳增长,由于铝箔附加值较高,出口仍有利润空间,但有一定的技术门槛。 》【SMM干货】铝板带需求增速放缓 产能过剩格局凸显  安徽江淮汽车集团股份有限公司首席冲压工程师/桂方亮 发言主题:汽车铝合金板冲压成形工艺 重要内容稍后更新 江苏常铝铝业集团股份有限公司副总经理/张全成 发言主题:理化检验技术在汽车用铝合金开发中的应用研讨 江苏常铝铝业集团股份有限公司副总经理张全成在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上从显微组织表征技术、电化学分析测试技术、力学性能测试技术、导电率检测技术、热分析等多个技术角度对理化检验技术在汽车用铝合金开发中的应用进行了详细分析。 现场报道:SMM新闻组 扫描二维码,加入SMM汽车新材料交流群 请注明公司+姓名+主营业务

    【轧制铝合金专场直播】同仁聚沪助力汽车轻量化 共探机遇与前景
  • 【峰会预告】汽车新材料行业同仁聚沪 共探机遇与前景

    SMM:作为新兴的汽车大国,中国已然成为全球最大的汽车生产国及容量最大的新车消费市场。为了更好的推进建设汽车行业的绿色声明周期,上海有色金属行业协会与上海汽车工程学会、SMM聚焦产业发展方向,共同举办“中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛”主题会议,专设新能源汽车用铜、铝材料两大论坛,特邀优质整车、零部件、材料生产、加工等企业,共议材料解决方案、共同铸造汽车产业链绿色发展闭环,力争搭建优秀汽车全产业链交流协作平台,引领打造先进的新能源汽车产业集群。 》点击报名《中国汽车用铜合金材料技术高峰论坛》 温馨提示 本次会议SMM将在“前线”为您同步报道会议精彩内容,敬请关注SMM网站端【资讯】—【快讯】页面及官方手机APP掌上有色的【资讯】—【快讯】页面,还有视频直播不容错过哦!   扫描下载“掌上有色”APP 共探汽车新材料行业前进方向 本次峰会在业内反响较大,参会人数达到 600人 ! 此次峰会规模空前庞大,共设有四场平行论坛,以及一个深度对接会,从多个角度深度剖析汽车新材料行业的发展现状和未来之路。届时众多国内外行业领军企业都会齐聚上海,共襄盛举。 主论坛—汽车产业宏观发展 有上海市经信委智能制造推进处副处长陈可乐、上海交通大学“金属基复合材料国家重点实验室” 主任张荻、同济大学车用新能源研究院材料学院学科委员会院长、主任黄云辉、上海市汽车工程学会秘书长梁元聪进行主题发言。 平行论坛1—轧制铝合金专场 有多位行业资深人士进行主题演讲,其中不仅包括国内专家:诺贝丽斯(中国)铝制品有限公司董事总经理刘清、汽车铝合金板冲压成形工艺首席冲压工程师桂方亮、理化检验技术在汽车用铝合金开发中的应用研讨副总经理张全成、SMM铝行业高级分析师梁暄。还包括国际大咖:来自马勒贝洱德国有限公司的空调热系统事业部材料&工艺工程总监Dr. Bernd  Grunenwald,以及来自格朗吉斯铝业公司的高级副总裁Torbjorn Sternsjo,为与会嘉宾剖析汽车新材料行业未来的发展趋势。 平行论坛2—挤压铝合金专场 多位演讲嘉宾齐聚挤压铝合金专场,为与会人员拨开迷雾看清道路,其中包括中铝材料应用研究院副院长王京海、同济大学汽车学院车身技术研究所所长高云凯、广东和胜工业铝材股份有限公司副总工程师李承波、中南大学材料科学与工程学院副教授唐建国、南宁华数轻量化电动汽车设计院总经理肖刚,以及中国铝业郑州有色金属研究院院长肖阳。 平行论坛3—铸造铝合金专场 该专场邀请到中国环境科学院固体废物研究所研究员&正高级工程师周炳炎、生态环境部华南环境科学研究所高级工程师杜建伟、一汽研发总院高级主任&研究员级工程师佟国栋、郑州西盛铝业有限公司董事长李有望、比亚迪汽车工业有限公司精铸工厂副厂长贺成翮,以及SMM硅行业高级分析师杨小婷。 平行论坛4—2019年中国汽车用铜合金材料技术论坛 唯一的铜论坛同样也是干货满满,有来自宁波兴业盛泰集团有限公司的副总监洪松柏、上海理工大学材料科学与工程学院教授刘新宽、铜陵高铜科技有限公司的总经理高维林、原上海航天技术研究院电子元器件检验中心的高级工程师杨奋为、有研工程技术研究院有限公司先进铜合金材料与制备加工技术研究所博士彭丽军,以及宁波博威合金材料股份有限公司研发中心研发主任唐宁。 平行论坛5—新材料与汽车产业链深度对接会 在深度对接会上,会安排“入围企业与专家面对面互动交流会”,“新材料与汽车产业链深度对接会”,会议结束后还有精彩纷呈的招待晚宴——鸿劲之夜,包含颁奖典礼、精彩表演及抽奖等诸多环节,不容错过! 会议日程 会议 酒店信息 方案一:会议酒店周边酒店推荐(按距离从近-远) 方案二:虹桥火车站周边推荐(按距离从近-远) SMM天气预告 大幕即将拉开,我们在上海等待您的到来! 酒店地址:上海虹桥绿地铂瑞酒店 上海青浦区徐泾镇诸光路1588弄100号 酒店电话:400 920 7320

    【峰会预告】汽车新材料行业同仁聚沪 共探机遇与前景
  • 【主论坛直播】专家支招新能源新潮下企业机遇在哪 晚宴精彩上演!

    作为新兴的汽车大国,中国已然成为全球最大的汽车生产国及容量最大的新车消费市场,行业发展关联全球动脉。 2019年9月19日,由上海有色金属行业协会与上海汽车工程学会、SMM聚焦产业发展方向,共同举办“中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛”主题会议在上海拉开帷幕,吸引600名行业资深人士前来共襄盛举! 在此次会议的主论坛—“汽车产业宏观发展”上,不仅有众位行业领导前来致辞,同时也有关于汽车行业、电池行业的精彩主题演讲,为与会人员剖析行业发展大势,精彩纷呈不容错过。 》点击查看视频 》点击查看 视频 更多精彩视频敬请关注SMM抖音号, 搜索:“上海有色金属网” 点击查看分论坛: 【铜论坛直播】新型铜合金材料与汽车行业完美结合 前景广阔未来可期 【轧制铝合金专场直播】同仁聚沪助力汽车轻量化 共探机遇与前景 【挤压铝合金专场直播】匠心熔铸铝合金 引领汽车行业新未来 【铸造铝合金专场直播】聚焦汽车新材料 迎接铝加工时代的到来 大会开幕&致辞 上海经济和信息化委员会新材料处处长 蒋玮: 查看致词内容 尊敬的各位领导,各位嘉宾,各位企业家女士们先生们今天上午,很高兴来参加上海有色金属行业协会,上海汽车工程协会,上海有色金属网共同举办的2019年中国汽车应用材料高峰论坛,首先请允许我代表上海市经济和信息化委员会,对本次论坛的举办表示热烈的祝贺,我国汽车产业正进入转型升级,由大变强的战略机预期,新能源、新材料等产业与汽车产业加速融合,产业生态正在发生深刻的变革,2016年工信部、国家发改委、科技部、财政部联合印发了《新材料产业发展指南》,将节能与新能源汽车材料列为了材料保障水平提升工程的十大领域之一,2017年,工信部,国家发改委、科技部、联合印发了汽车产业中长期发展规划,将汽车轻量化列入了汽车未来发展的重点方向,旨在推动汽车和新材料产业加强技术合作和资本融合,一系列举措,在国家战略层面上汽车与新材料的创新发展,已经建立了紧密的联系,但我国车用材料的领域,研究和产业链的上下合作还处于起步阶段,急需汽车生产企业和拥有自主研发能力的新材料机构进一步跨行业合作、跨专业深度合作加大新材料研发的支撑和汽车产业需求引领的力度,为新材料产业发展和汽车技术核心提供源源不断的动力,上海和长三角地区是我国新材料发展的高地,又是新材料发展的集聚地,在推进行业融合和创新发展上有较强的基础和动力,为推进新材料和汽车行业的研发合作,上海有色金属行业协会、上海汽车工程协会,和相关行业协会联手,在前期调研的基础上,搭建了新材料生产企业与下游整车企业,零部件生产企业的合作交流平台,作为这个平台的重要活动之一,本次论坛主要呈现了三个方面的特点, 一, 协作程度高,本次论坛聚集了长三角及全国18家行业协会,这些行业协会都主要分布在汽车产业链上,包括整车,汽车零部件,汽车材料领域,是行业协会之间合作的典范。 二, 行业认可度高,出席今天论坛的有11家整车企业近40家汽车零部件企业,200多家新材料企业覆盖面很广 三, 业务定位准,论坛致力汽车和新材料之间的研发对接服务,对汽车研发设计选材和新材料产品广泛交流应用直接提供了交流通道,探索了一条精准高效的服务路径推动了汽车和新材料共赢发展 最后我衷心希望各位企业家和各企事业单位,再用好这个平台资源的同时,成为平台建设的重要参与者,聚焦关键问题,积极建言献策共立汽车材料应用结局方案,我们也将继续关注和支持平台建设,共同为推进汽车和新材料产业协同创新和合作共赢做出贡献,预祝本次论坛圆满成功,祝各位来宾身体健康,工作顺利,在上海工博会期间广交朋友,收获满满。   上海有色金属行业协会会长 徐明: 查看致词内容 上海有色金属行业协会向远道而来的各位领导和嘉宾表示感谢和欢迎,我国的汽车产业正逢转型升级,新能源新材料等技术加快了汽车产业,产业生态正在朝向轻量化发展,而汽车轻量化目标的达成,离不开铝合金,炭纤维等轻量化材料的应用。材料技术的创新和发展,已经成为推动整车轻量化革命的重要途径,急需汽车生产企业、材料及零部件企业与研究机构之间进行广泛的跨行业、跨专业的深度合作,带动研发新材料和新技术为,汽车产品开发设计与技术革新提供源源不断的动力。为了促进有色新材料产业、汽车整车与零部件产业深度对接,今年年初,上海有色金属行业协会与上海市汽车工程学会、上海市稀土行业协会、上海市汽车配件用品行业协会、上海塑料行业协会、上海钢铁服务业协会、上海市化工行业协会、上海有色 网召开汽车创新材料及应用战略合作伙伴会议,同时开展了汽车创新材料评审活动,收到了157家企业的232份汽车新材料产品质检表。最终36家企业进入了2019最具潜力的汽车材料创新奖。产业链企业的广泛参与为新材料生产企业、下游汽车制造商、汽车零部件生产企业搭建一个互动平台,有利于进一步整合资源逾优势,推动汽车产业上下游广泛的跨行业、跨专业的深度合作。 2019“汽车新材料与应用”专家聘书授证仪式 《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》不仅全方位涵盖汽车行业每一环,将“会+展”的新形势多角度呈现汽车新材料的创新与应用;并且为了落实新材料发展指南中“需求牵引、创新发展、市场主导、政府引导”的原则,要求更好服务新材料企业产业链对接和创新发展,上海有色金属行业协会与上海市汽车工程学会、上海市汽车配件用品行业协会、上海市化工行业协会、上海塑料行业协会、上海钢铁服务业行业协会等7家协会在上海市经济和信息化委员会的指导下,于2019年1月搭建了“汽车创新材料与应用”战略合作伙伴的协作平台,聚焦产业发展方向,推进材料行业和汽车行业的融合创新发展,共议汽车材料解决方案、打造汽车产业链绿色发展闭环,推进先进的新能源汽车产业集群的建立。经历了九个月的选拔和实力考核,最终成立了实力强、技术硬 的“汽车新材料评审专家”团队。在本次峰会上SMM揭晓了13位专家委员会成员名单并授予证书。 》2019“汽车新材料与应用”专家委员会专家名单揭晓 中国新能源汽车技术路线趋势展望 中国汽车技术研究中心高级经理张瑾在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示2009年以来,中国汽车整体产量连续10年蝉联全球第一。节能与新能源汽车产业发展迅猛,2019年上半年新能源汽车产销量同比增长50%以上。积分政策压力将促使汽车企业加速新能源产品投放,未来新能源市场产品丰富度将大幅提升,预计到2025年新能源乘用车占乘用车总量比例接近20%。对于钢铁、石化、橡胶、化工等相关产业,其产品结构也随着汽车产业的发展进行着技术革新。 智能网联汽车未来发展趋势 上海市经信委智能制造推进处副处长 陈可乐 第一个方面:全球车市进入创新变革期 上海在新产业建设、推广应用上取得进展 当前全球汽车行业正进入一个创新变革的时代,传统车型正面临深刻的调整,产业跨界融合正在进行深化,以电动化智能化化为特征的新一代汽车产业正在加快革新,上海是我们国家比较重要的汽车产业基地,也非常重视汽车产业的发展。  2018年上海本地的汽车产量达到了300万辆,占全国汽车总产能的10%,汽车工业总产值近7000亿元,占全上海市工业总产值近20%。 一方面我们在推动新能源汽车方面,加强了产业链方面的建设。上海目前形成了一个整车和零部件联动发展的格局。上海除了有上汽之外,还有一批新造车的势力也在逐渐发展,例如未来汽车、威马汽车、爱驰汽车。  此外我们还要进一步加强加氢站建设。因为氢燃料电池汽车需要加氢站配套。上海目前已建设了两座加氢站。计划到2020年,上海达到5到10座加氢站。  第二个方面介绍上海在推动智能网络汽车方面的进展: 智能网联汽车实际上是包括智能和网络两个部分,怎么来实现智能化?首先车上还要发展相应的传感器、控制器和执行系统, 来实现部分或者全部替代人驾驶汽车。 汽车轻量化是未来的大趋势 未来汽车电子产品、芯片、电源相关产品及材料的需求拉动明显 无论是节省、节能,不管用燃油还是电力驱动,车子一定要轻,只有轻才能节能。 新能源汽车的轻量化实际上是一个系统工程。除了要做到材料的轻量化、结构设计的轻量化都是要考虑的问题。从材料方面讲,很多的汽车也在逐步应用一些新的材料。  围绕着动力电池的核心,目前动力电池的能量密度还不够,未来一段时间动力电池还有大的技术创新,动力电池的能量密度、重量都将有进一步的变动。 第二个方面是智能网汽车。现在新出来的汽车,特别是一些新造车势力造出来的汽车,电子化的程度非常明显。未来汽车产品中电子产品及芯片的占比将加大。这是智能汽车带来的上下游的影响。 最后就是对车用电源的要求较高,车用电子产品越来越多、自动驾驶、传感器、控制器以及很多的执行结构,都需要电力的输送,未来对车用电源产品及材料方面需求的拉动也会比较明显。 》陈可乐:全球车市进入创新变革期 未来车用电子产品、电源等产品及材料需求拉动明显 嘉宾主题发言 上海交通大学“金属基复合材料国家重点实验室” 主任/张荻 发言主题:金属基复合材料的研发及应用 同济大学车用新能源研究院材料学院学科委员会院长、主任/黄云辉 发言主题:下一代车用动力电池及关键材料 同济大学车用新能源研究院材料学院学科委员会院长、主任黄云辉在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上表示目前我们可以看到动力电池主要可能就是三元、磷酸铁锂,以这些为主,市场的集中度是非常高的。如果从正极材料来分类,像是包括像三元电池,磷酸铁锂,还有酸锂电池,像还有很多种类。另外我们从包装的形式来看,它有方形的,有圆柱形的和软包的。很多企业如宁德时代等,都排在国内前列。2019年上半年,我们国家动力电池一个装机总量在排在前十位的企业。我们知道动力电池的发展实际上是朝着高能量密度高的安全性,长寿命和低的成本从这几个方面来发展。我们国家这几年制定的新能源汽车的一些发展战略,我们支持的一些重点专项,我们都在追求能量密度的方向,今后可能在国际上可以用原来的还是非常强的。虽然我们现在单位能量密度200多到300,我们的目标还是要和400到500这个方向去发展。  上海市汽车工程学会秘书长/梁元聪 发言主题:汽车产业现状及技术发展趋势 上海市汽车工程学会秘书长梁元聪在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上从汽车产品技术以及中国汽车市场现状两大方面详细描述了中国汽车产业发展现状与以及未来发展趋势。他表示汽车的减重已成为所有汽车企业共同的努力方向,汽车轻量化设计和工程(三种优势的集成) : 一从轻量化的概念出发,对零部件的几何形状优化而取得的轻量化设计; 二由于轻量化材料的合理应用而取得的轻量化设计;三通过先进的制造工艺技术,使几何形状优化、轻量化材料应用取得的综合设计得以实现。 》上海汽车工程学会梁元聪:详解中国汽车产业发展现状与趋势 下午场 此次高峰论坛还专设产业链深度对接会,为与会行业人士提供信息交流的平台,此外精彩纷呈的招待晚宴—华劲之夜也是本次峰会的一大亮点! 新材料与汽车产业链深度对接会 入围企业与专家面对面互动交流会 新材料与汽车产业链深度对接会 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频 》点击查看视频   晚宴场 招待晚宴——华劲之夜 广东华劲金属铝业集团执行董事邝满兴 晚宴致词 尊敬的各位领导、各位嘉宾、业界的各位精英: 大家晚上好! 晚风送秋,丹桂飘香。今晚我们相约在中国工博会新材料论坛2019中国汽车新材料应用高峰论坛招待晚宴,这注定是一个美好的夜晚。在此,我谨代表广东华劲金属铝业集团,向一直指导、关注我们的领导嘉宾朋友们表示衷心的感谢! 新材料作为中国制造2025计划的十大重点领域之一,其发展和应用引人瞩目,其中高端铸造铝合金材料更是备受青睐。2017年,为研发新材料的高端应用,广东华劲铝业集团和苏州大学成立了新材料研发中心,近两年在集团公司研发团队和苏州大学千人计划专家张海带领的团队共同努力下,在新材料研发和应用上取得了较大的成效。 在国家大力支持和倡导新材料产业进一步发展的新形势下,我们面对巨大的机遇,同时也面临许多预见和不可预见的严峻挑战,这迫切需要行业的领导精英们出谋划策,交流合作。 这次新材料高峰论坛的顺利召开,不仅为全国各地专业新材料应用市场提供了一个相互学习、加强交流的机会,更是一个探讨行业方向,提升行业高度的专业平台。 通过今天领导、嘉宾、精英们热情的分享经验和提出的宝贵意见,我相信高端铸造铝合金材料腾飞的未来不是梦,我们终将实现行业的专业化、多元化、全球化。但是我们仍需要一步一个脚印,为行业健康的发展,为行业辉煌的未来,为行业无限的前景,齐心协力、共创佳绩! 久久联合,岁岁相长,感激您与我们携手致力于整个行业的发展。在此,诚挚的感谢您参加此次高峰论坛招待晚宴—华劲之夜!让我们一起预祝新材料这朵有色金属之花绚丽绽放!祝福大家身体健康,诸事顺意!谢谢! 抽奖活动 二等奖 抽奖活动 三等奖 抽奖活动 幸运奖 点击查看视频 点击查看视频 招待晚宴——颁奖典礼 2019年2月,平台依托协会和门户网站上海有色 网等渠道向全国新材料企业征集与汽车配套的相关产品信息,并聘请十余位“汽车新材料专家”参与评选工作,旨在进一步畅通上下游企业研发部门之间的对接,鼓励新材料企业加强前沿材料基础研究和技术积累,促进有色新材料产业与汽车整车和零部件产业的深度对接,推动企业新产品、新技术市场化。 "2019最具潜力的汽车材料创新奖"名单终于在历经多月评选及评审团的的全面评估打分后被精选出,今日于“中国工博会新材料论坛——2019中国汽车新材料应用高峰论坛”上隆重揭晓,并为入围的企业举行颁发仪式。 2019最具潜力的汽车材料创新奖 现场花絮   现场报道:SMM新闻组 扫描二维码,加入SMM汽车新材料交流群 请注明公司+姓名+主营业务

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  • 【深度干货】高工杨奋为:接触件铜材应用基础技术研究

    SMM 9月19日讯:原上海航天技术研究院电子元器件检验中心高级工程师杨奋为在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上分析了接触件铜材品质是影响连接器电接触可靠性的关键因素。开展接触件铜材应用的基础技术研究,对提升电连接器的品质水平意义重大。本文在详细论述接触件铜材应用基础技术研究目的和内容基础上,指出其实施要点,并提出了有关建议。 接触件铜材应用基础技术研究目的 电连接器是连接电子、电气整机系统广泛使用的基础器件,它的可分离性是区别于其它元件的特性或本质。电连接器技术研究通常由基础研究、应用基础研究和产品研发三部分组成:—是基础研究,研究电接触基础理论及连接器电接触可靠性,关注外界可能与行业发展相关的新技术动向(如 3D 打印、金属注射等增材制造新技术),研究其对行业可能产生影响及可能的应用前景;二是应用基础研究,研究连接器产品设计、材料、制造工艺和检验方法等应用基础标准,关注产品研发团队需求,为研发团队提供技术支持,对产品使用出现问题故障分析,为解决问题提供方案;三是产品研发,根据需求进行新产品研制[1]。目前我国连接器大型企业通过“产、学、研”结合,组建含这三部分研究内容的协作团队,而中小企业往往仅关注新产品研发,前二部分研究能力非常薄弱。 最近杨奋为应邀赴某著名电连接器企业研发基地测试实验室参观学习和技术交流。发现部分研发试验人员虽学历很髙,但对电连接器零件材料选用和相应制作工艺的基础知识了解颇少。往往直接引用国外电连接器产品标准,但对其产品标准中每个零件设计选材的原由和依据理解甚少或根本不理解。反思其根源是由于我国电连接器产品过去以仿制为主,照搬照抄国外产品标准规范,只知道必须这样做,而不知道为什么要这样做,缺乏对电连接器接触件、绝缘体等关键零件材料应用的基础研究。面对众多国外引进用于的电连接器关键材料,我国具有自主知识产权的等效替代材料创新研究非常薄弱。导致用国产材料制作的电连接器和国外同类产品相比是“形似质差”。 2018 年 7 月 13 日工信部副部长、国家制造强国建设领导小组办公室主任辛国斌指出:中国制造业创新力不强、核心技术短缺的局面尚未根本改变。工信部对全国 30 多家大型企业、130 多种关键基础材料调研结果显示;32%关键材料在中国仍为空白,52%关键材料依赖进口。其中也涉及到电连接器,我国高端领域应用的电连接器接触件、绝缘体等关键零件材料长期依赖进口。每年从欧美、日本和韩国进口的高端铜板带达 13 万吨以上。 此次重点论述电连接器的关键零件之—,接触件铜材应用的基础技术研究。接触件插合接触界面和与电线电缆端接界面的不确定性,是影响电接触可靠性的关键因素。接触件电接触界面某些离散区域的形成,真正接触并起传导作用区域的构成,决定了连接器电接触可靠性。接触件选材时应以性能要求为依据,从弹性极限、弹性模量、强度、延伸率、疲劳强度、成型性、导电性、耐蝕性、耐热性、表面质量、尺寸。 偏差和可焊性等方面进行综合考虑。我国用于制作高可靠电连接器接触件的铍铜等基础材料一直依靠进口。 随着国家供给侧结构性改革深化,人们在充分理解基础材料对保证电连接器产品质量的重要性同时,也越来越认识到选用国产材料替代进口的紧迫性。因为进口材料虽目前能完全满足连接器技术要求,但往往受价格和交货期,特别是受国际形势影响较大。而选择国产材料虽短期内部分质量—致性和可靠性指标尚不能达到产品设计要求,但从战略发展分析考虑必须解决制约我国电连接器发展的瓶颈之一,即解决国产材料选择和来源问题。 接触件铜材应用概述 在一台典型的设备系统中,总会发现许多错综复杂的连接器等互连器件。它包括普通导线、印刷电路板、印刷电路连接器、背板接线和互连电缆等。通常可将在电子或电气设备上的连接方式分为以下六种类型。一个系统中不一定全部需要这六种连接类型,但肯定包含其中的一种或几种类型: 1. 元件内部的连接; 2. 元件至印制电路板或导线的连接; 3. 同一单机内部框架上印制电路板至导线或其它印制电路板(指框架内)的连接; 4. 同一单机箱体内从一个内部框架至另一内部框架之间的连接; 5. 由一个单机设备至另一个单机设备的外部连接; 6. 系统与系统之间的连接。 引线框架是实现第二类连接形式的接触件,它作为集成电路的芯片载体,借助于键合材料实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接,起到和外部导线连接的桥梁作用。 引线框架由于制作和封装应用需要,除高強度、高导热性外,还要求良好的釬焊性、冲压性、蚀刻性和氧化膜粒粘接性等。根据产品需要的性能(强度、导电性、导热性等),常选用铜-铁系 C194、銅-镍-硅系 C70250 等制作。 连接器的阳接触件(插针)和阴接触件(插孔)是实现第三类至第六类连接的关键零件。它将来自连接器尾部所连电线和电缆的电压或信号传递到与其相配的连接器对应接触件上。 通常阳接触件为插针形,阴接触件为插孔形。根据接触件在绝缘体中能否被拆卸,可分为不可拆卸和可拆卸两种。针(孔)接触件通常分为刚性和弹性二种:刚性阳接触件形状为圆柱形或方形(圆插针或片插针)对应弹性阴接触件(直开槽、侧开槽、方形、线簧、片簧、冠簧插孔)。弹性阳接触件(绞线、片簧插针)形状为鼓形,对应刚性阴接触件。 接触件前端是实现插针与插孔有效接触的部位,后端是用于与导线、印制板等连接的端接部位。接触部位一般都选用弹性良好的铜合金丝材或带材。 为防止刚性插针插拔时弯曲损伤,插针常选用具有较高机械强度的黄铜(H62、HPb59-1 等)制作。为保证弹性插孔插合时接触可靠,防止塑性变形和应力松弛,插孔常选用具有较高弹性极限与疲劳极限和适当弹性模量的锡青铜(QSn4-3、QSn6.5-0.1等)、铍青铜(C17200、QBe2 等)或镍硅青铜(C70250 等)制作。此外,接触件铜材还要求其加工成型性良好、内部弹性均匀、耐蚀性好、导电、导热率高和可焊性好等。 接触件铜材应用基础技术研究内容 1. 接触件铜材强化理论的应用研究 接触件在设计选材和工艺制造过程中应首先熟知其材料强化常用的几种机理; 1). 冷变形强化 冷变形强化又称冷作硬化,金属材料在再结晶温度下的变形称冷变形。冷变形后材料即被强化,强化程度随变形度、变形温度及材料本身性质而不同。同一材料、同一温度下冷变形时,变形度越大强度越高,但塑性随变形度增加而降低[2]。变形强化受合金塑性限制,当变形度高到一定程度合金会出现开裂使材料报废。表 1 列出接触件常用黄铜、青铜合金带材按 GB/T2059-2017 规定的机械性能[3]。 接触件常用黄铜、青铜合金带材机械性能(GB/T2059-2017) 表中状态代号说明;O60 退火、H01 1/4 冷硬、H02 1/2 冷硬、H04 冷硬、H06 特硬、H08 弹硬。由表 1 可见,相同规格、牌号的铜合金带材抗拉强度和硬度,,随冷作硬化变形量增加而提高,而塑性相应降低。连接器常选用 C5191(QSn6.5-0.1)、QSn4-3等锡青铜制作插孔接触件。相同规格的 C5191(QSn6.5-0.1)、QSn4-3 等锡磷青铜具有比 H62、HPb59-1 等黄铜更高抗拉強度和硬度。但锡青铜添加锡成本增加,且导电率较低、反复折弯性能较差。为此国内外相继研发了 C42500、C41125、PW33520(C42230)等髙性能、低成本替代产品[4] ,其中我国研发的 PW33520 合金屈服强度 570Mpa、导电率 34%,是原 C5191 两倍,能满足高传输、低温升要求。坏方向折弯性能也比原 C5191 优秀明显。錫含量比原 C5191 低,可回收镀锡、镀镍角料。对比锡磷青铜综合性能优异、性价比高。 冷变形使合金内部晶粒大小和取向变化(图 1),位错大量增殖,位错在运动过程中相互作用形成割阶、缠结,阻碍位错进一步发生运动,从而提高材料强度。 冷轧带材在平行于轧制方向的塑性较好,但在钣金折弯中,折痕垂直于轧制方向的折弯性能较好。但因合金成分和制造工艺不同,也有与压延方向垂直的(横向)的折弯方向折弯加工性能更好的合金。连接器冲压接触件(端子)一般都存在与压延方向垂直的(横向)的折弯,因此,通常用比较铜合金带材横向折弯加工性来判断材料的折弯加工性优劣。   2). 固溶强化 合金元素固溶到基体金属中形成固溶体时,合金强度、硬度一般都会提髙,称为固溶强化。溶质元素的固溶会引起晶格畸变,阻碍位错运动,因此对提高合金的抗应力松弛性能是有帮助的(图 2)。但固溶强化元素不能无限制添加,一方面是因为所有元素的固溶,都会不同程度地降低铜的导电率,另一方面,更重要的是元素添加量过多会恶化合金的加工性能。 铜合金固溶强化提高强度、硬度同时,塑性仍保持在良好水平上。锌固溶到铜中形成各种规格二元黄铜。锌在固态铜中溶解度不象一般合金系随温度降低而减小,相反是随随温度降低而增加,当温度降至 456℃时,锌在铜中溶解度增至最大为 39%,进一步降低温度,锌在铜中溶解度随温度降低而减小。H62 黄铜含 38%锌,具有良好的机械强度、加工塑性、导电、导热和耐蚀性。广泛用于制作插针接触件。HPb59-1铅黄铜,在含 40%Zn 的黄铜中加 1~2%Pb,不仅无害,还能使切屑易脱落,提高合金切削加工性。被誉为易切黄铜,也被常用于制作插针。 3) 沉淀强化(时效强化) 在固溶度随温度降低而减小的合金系中,当合金元素含量超过一定限度后,淬火可获得过饱和固溶体。在较低温度加热(即时效),过饱和固溶体将发生分解,析出弥散相并引起合金强化,称为沉淀强化(或时效强化、弥散强化)。经时效热处理使基体中第二相颗粒呈细小弥散分布,除增加强度、硬度等力学性能外,还同时提高其导电率和导热率。是目前最常用的高性能铜合金强化方法。 作为髙可靠连接器弹性接触件常用材料的铍青铜,是力学、物理、化学综合性能良好的一种合金。铍在铜中极限溶解度为 2.7%(864℃),随温度下降而急剧降低,在300℃降至 0.02%。故铍青铜经淬火时效进行沉淀强化后,具有髙的强度、弹性、耐磨性、耐疲劳性和耐蚀性。下表列出了按 YS/T323-2012 标准生产的 QBe2 铍青铜带固溶处理后不同冷作硬化处理和再补充沉淀(时效)处理后机械性能。 表中代号说明:TB00 固溶处理、TD01 固溶处理+冷加工至 1/4 硬、TD02 固溶处理+冷加工至 1/2 硬、TD04 固溶处理+冷加工至冷硬、TF00 固溶处理+沉淀处理、TH01固溶处理+冷加工至 1/4 硬+沉淀处理、TH02 固溶处理+冷加工至 1/2 硬+沉淀处理、 TH04 固溶处理+冷加工至冷硬+沉淀处理。由表 2 可见,铍青铜具有比黄铜和其他青铜更高的強度和硬度,特别是补充沉淀(时效)处理后強度和硬度可比固溶处理后提高近一倍。例如制作 0.635mm 间距超微矩形电连接器的绞线式插针,釆用三股 0.06mm 铍铜线外包着七股 0.038mm 铍铜线,绕成的缆束直径仅 0.2mm。经 280℃、2h 时效处理后显微硬度明显提高,与未经时效处理相比硬度提高 70%,使绞线式插针针头性能稳定不易磨损。 4). 过剩相强化 过量合金元素加入基体金属, 一部分溶入固溶体,超过极限溶解度部分不能溶入,形成过剩的第二相,简称过剩相。过剩相对合金一般都有强化作用。其强化效果与过剩相本身性能有关,过剩相强度、硬度越髙,强化效果越大。但硬脆的过剩相超过一定限度会使合金变脆,机械性能反而降低。 过剩相强化和沉淀强化有相似处;过剩相强化时,强化相较粗大,用金相显微镜低倍即能观察到。而沉淀强化时,强化相极为细小、弥散度大,一般用金相显微镜观察不到。过剩相强化在有色合金中广泛应用,几乎所有在退火状态使用的两相合金都应用过剩相强化。 5). 细化组织强化 细化组织是金属材料常用的强韧性方法之一,对单相合金是指晶粒细化,对多相合金是指基体相细化及过剩相细化。细化组织可提高材料室温强度、塑性和韧性。铸造合金可釆用变质处理细化组织,即在浇注前在金属熔液中加入微量被称为变质剂元素或化合物,影响金属熔液结晶为细密组织。 图 3、图 4 为锡磷青铜普通工艺和细化晶粒工艺的显微组织对比。变形合金可釆用变形及再结晶方法组织细化。铜合金带材或丝材通过冷轧、冷拉和中间再结晶退火,使规格变得越来越薄和越来越细之同时组织细化。抗拉强度有所提高,而塑性适当降低。用于智能化连续冲压、电镀生产接触件(端子)的铜合金带材晶粒度和晶粒均匀度,将影响材料机械强度和折弯性能。细化晶粒可改善铜合金带材的折弯性能。 2. 用于接触件的髙强度、高导电铜合金材料应用研究 铜合金中添加锌、铝、锡、锰、镍等元素固溶强化提高强度之同时,一般都会降低导电率。在导电率-抗拉强度关系图中不同合金系铜合金处于不同位置(图 5)。 用于接触件的高强度、高导电铜合金应用研究主要有以下三方面; 1) 高导电方向铜合金的应用研究 高导电铜合金板带一般要求屈服强度 500MPa 以上,导电率 80%IACS 左右。主要应用于大电流连接场合,如基站电源连接器、新能源汽车连接器和智能手机连接器。智能手机内部搭载的连接器通电量呈增加趋势,每芯通电量由原来 0.3A 增至 1.5~3.0A,由此要求铜合金在保持较高强度水平同时具有高导电性。USB TYPE-C 公端端子原选用导电率 12%的 C52100 锡磷青铜发热,改用导电率 65%的高导电铜镍硅合金可抑制发热和温升。 2)平衡方向铜合金的应用研究 一般铜合金导电性越好,要维持高强度越难。平衡方向铜合金板带主要应用于对材料强度及导电率均有一定要求的场合,一般要求屈服强度 650MPa 以上,导电率 65%IACS 左右。例如重載连接器和 USB TYPE-C 母端端子要求高导电性和良好的耐插拔性,由于用户设计理念不同,有的重视导电性,有的重视屈服强度,故高导电铜镍硅合金有二种类型供用户选用;导电率 65%、屈服强度 650MPA,或导电率 90%、屈服强度 490MPA。 3)高强度方向铜合金的应用研究 高强度铜合金板带一般要求屈服强度 900MPa 以上,导电率 20%IACS 左右。主要用于信号连接部分,如 VCM 弹片、耳机弹片、SIM 卡连接器等。某厂家的智能手机厚度五年内变薄 20%以上,由此使得装配在手机内部多数板对板连接器也扁平化、细间距化,手机其它所有连接器同样都要求小型化。原选用黄铜、锡磷青铜的机械强度和折弯工艺成形性能难以满足越来越苛严要求,改用铜镍硅合金或钛铜等髙性能铜合金才能满足髙强度、良好的折弯加工性和髙导电等特性要求。相同形状的端子选用铜镍硅合金或钛铜制造和原用锡磷青铜相比,铜镍硅合金可提髙 12%接触压力,而钛铜则可提高 22%接触压力。 3. 用于接触件的铜合金抗应力松弛及耐热性能研究 1). 抗应力松弛性能研究 金属应力松弛是指在恒定高温承载状态下,总应变(弹性应变加塑性应变)保持不变,而应力随时间延长逐渐降低的现象称为松驰。松弛和蠕变是一个问题两个方面;材料在恒定高温下工作,当保持应力恒定就产生蠕变,当保持应变恒定就产生松驰。 用于接触件的铜合金抗应力松弛性能,是决定材料能否可靠应用的重要技术特性。电连接器常因插孔接触件材料应力松驰,造成接触不良或瞬间断电等失效故障。国内外大型铜合金生产企业对此都开展深入系列研究,并为用户提供各种恒定高温承载状态下,不同牌号材料的应力松驰曲线。图 6 为 KMD 公司提供的 C70250 铜镍硅合金(CuNi3Si)沉淀强化状态、强度等级 R620(抗拉强度 620-760Mpa)、不同恒定高温下的应力松驰曲线。 2). 耐热性能研究 合金室温强度决定于金属的原子结合力和对位错运动的阻力。要提髙合金的热强度,首先必须提髙金属原子之间结合力。金属原子之间结合力可从合金熔点、再结晶起始温度、自扩散激活能和弹性模量等物理参数得到判断。为提髙铜合金耐热性,进行合金化时添加的合金元素不宜显著降低合金熔点,应具有较髙的扩散激活能。 用于接触件的铜合金材料,通常用测量在相同温度、长时间加热接触压力变化(应力松弛)来衡量其耐热性。据日本 JX 公司介绍;加热 150℃持续 1000 小时后连接器的接触压力和加热前的接触压力进行比对,黄铜只有 8%、磷青铜只有 50%,都大幅下降。而铜镍硅合金还有 80~90%、钛铜更高可保持 95%以上的接触压力。 汽车上所用各种连接器接触件材料耐热性要求比智能手机更高。汽车内部各部位的温度环境;发动机室 120℃、发动机表面 135℃、仪表板表面 120℃、车内地板 105℃、后甲板 117℃、人乘坐汽车无空调时实际车内部分温度可达 120℃。车载连接器根据车内位置的耐热性(防止应力松弛、受热不变形)要求,接触件原选用黄铜、磷青铜已无法满足使用要求,现改用耐应力松弛性能更佳的钛铜或铜镍硅合金材料。 4. 鈹铜及其替代材料的应用研究 铍铜具有比一般青铜和黄铜更高的强度水平。铍铜接触件承受高应力时能无屈服变形或断裂,维持长期的高应力状态而不松弛,在有限的空间内能提供最大的力。并具有高的导电率和导热率、优良的抗腐蚀性、良好的工艺性能。退火或冷轧状态带材任何方向都能冲压成形。故航空、航天等高可靠电连接器弹性接触件一般均选用铍铜制作,部分电连接器产品总规范明确规定接触件应选用铍铜材料。 表3列出了进口17200和国产 QBe2铍铜化学成分。由表3可见;进口17200主要成分中添加镍同时还添加钴,而国产 QBe2只含镍不含钴。鈷和镍在周期表位置相邻,化学性质相近,添加进铍铜中的作用和效果基本相同,能降低铍在固态铜中的溶解度,抑制相变过程,延缓淬火及时效过程中过饱和固溶体的分解,并有细化α固溶体晶粒作用。钴是较稀缺元素,价格比镍约高三倍。从合金化机理分析;国产 QBe2能否与添加钴的进口 C17200作用相当,尚需进一步试验验证。能否用添加其它元素达到与添加钴相同,甚至比添加钴更好的效果,是一个很值得研究的应用课题。 另外铍铜生产冶炼过程对环境存在污染,今后在国际上是否会逐步禁用,一直是电连接器行业内许多领导和专家关注的问题。为此,杨奋为曾专门向我国最大的铍铜研制生产企业(宁夏东方集团公司铍铜分公司)咨询;答复是当今世界上还没有对铍铜合金在使用的禁止和限制上有任何法律规定。但从今后发展趋势分析,因铍铜在生产冶炼过程中对环境存在污染,在环保要求苛严格的今天,研发铍铜替代材料一直是业界关注的课题。近年来加上铍铜的价格因素,世界各大铜加工企业相继研发了铜镍锡系、铜镍硅系、钛铜合金系列等替代材料,虽其综合性能仍无法与铍铜合金媲美,但现已有部分应用于实际产品。 为缩小与国外铍铜及其替代材料应用的基础研究差距,实现用国产鈹铜及其替代材料等效替代进口的战略发展目标,由国家层面科研机构组织开展铍铜及其替代材料应用的基础研究是一项十分紧迫的任务。 5. 接触件铜材应用标准研究 我国用于制作接触件的铜合金丝材、带材行业标准与国外有明显差距。虽然参照 ASTM B197/197M 01 修订的铍铜丝行业标准 YS/T571-2009,与原 YS/T571-2006 相比,虽力学性能增加了 1/4 硬(Y4)、3/4 硬(Y1)的性能,并提高了冷加工状态的性能范围,增加了部分拉抗强度上限。但检测铍铜丝材力学性能直径要大于、等于 0.1mm,小于 0.1mm 不作规定。 参照 ASTM B194-2008 修订的铍铜带行业标准 YS/T323-2012,虽带材厚度为 0.05~1.5mm,但小于、等于 0.25mm 抗拉强度、伸长率和硬度不作规定。 连接器小型化,使制作接触件所选铜带越来越薄、丝材越来越细,目前国产铍铜带材、丝材实际生产严重滞后于标准规定,往往是“有标准、无产品”。国产铍铜生产企业尚难提供现行行业标准中规定的各牌号的所有规格、状态和性能。例如绕制间0.635mm 超微矩形电连接器绞线式插针缆束,选用 1/4Y(1/4 冷作硬化)状态 0.038mm 铍铜丝,只得选用进口 C17200 鈹铜丝材。 日本 JX、NGK 等銅材生产厂十分重视接触件材料应用标准研究,除详细向用户提供高性能铜合金化学成分和不同供应状态机械性能和显微组织外,还提供材料应力松驰、疲劳、耐热性、折弯、可焊性等系统试验数据和推荐应力场合,指导用户准确选材。日本 JX、德国 KMD 公司对铜合金带材折弯性能有深入系统研究。研究认为:铜带生产中晶粒细化可提高铜带折弯性能,铜合金弯曲性能在常规铜合金元素控制和金相组织控制基础上,需进一步增加晶粒度和晶粒均匀度的工艺控制。为此,国外对铜合金带材晶粒细化控制在晶粒平均直径 10μm 左右。而我国铜合金带材标准 GB/B2059-2017 仅规定部分铜合金带材(软状态)晶粒度要求,最小的晶粒平均直径为 15μm[7]。 美国金属材料协会 2014 年更新了 ASTM B820-14a“测定铜及铜合金带材可成形性的弯曲试验的试验方法”,该标准已釆用弯曲试验后使用放大仪器观察,试样弯曲外表面无裂纹的判定方法。早在 2004 年该标准已将判定的放大倍数由 5 倍提高至 30 倍,出现争议时使用 150 倍金相横截面进一步判定。而我国根据 lSO7438.2005“金属材料弯曲试验”,制订的 GB/T232-2010“金属材料弯曲试验方法”,釆用弯曲试验后不使用放大仪器观察,试样弯曲外表面无可见裂纹的判定方法。和发达国家相比,在铜合金接触件材料应用标准和试验方法研究方面仍有许多空白和不足。 6. 接触件铜材在智能制造中的应用研究 连接器生产方式的进步正在改变人们的质量观念和控制方式。过去接触件铜材主要依靠原材料入厂理化性能复验和生产过程中附带工艺试片事后检验保证质量。现在智能制造系统供应商构建了成千上万个系统,人工智能计算机辅助设计系统能帮助连接器生产企业,通过软件绘制经验曲线对连接器接触件铜材理化性能、成本和可靠性有很好的认识,设计制造出更好的连接器。接触件(端子)自动高速冲压系统能自动计算出力的曲线上每个点最优化宽度,在冲制接触件(端子)过程中实时显示。监控系统在包络曲线内调整,若铜材力学性能异常或模具配合不当,使曲线偏离或超出包络曲线后会自动停机。由于铜合金带材冲制接触件(端子)废料有的高达 60%,为废料循环回收利用,国内外铜合金生产企业为下游企业提供高品质、高精度铜合金带材冲压件。 TE 等连接器著名企业,手机连接器等已实现自动化、高效、低成本的大批量连续生产。通过人工智能技术平台实时利用连接器生产过程的大量数据,动态柔性监控生产过程。通过大数据、云计算预测连接器工作状态和可靠程度。我国博威合金深入研究用户应用环境需求,在国内定制开发铜合金带材处于领先水平。杨奋为在生产现场看到博威合金研制的部分铜合金带材已能替代进口。航天电器通过智能制造接触件车间原绕线、点焊工种消失,工人由原 60 名減至 15 名,产品合格率却由原 80%提升至95%。绞线式自动生产线作为“智能制造试点示范项目”通过现场审核[8]。 但目前连接器行业总体智能制造水平低,多数企业接触件生产处于工业 2.0 机械化时代。如何整合资源结构重组,使其实现通过人工智能计算机辅助设计系统,利用生产过程产生的海量数据,参予接触件铜材行业新标准制定,将新标准信息引入到系统中,输入新标准规定的接触件材料理化性能等基本要素做出应用。提升接触件铜材从数据到知识、从知识到决策的能力,这是今后接触件铜材应用基础研究的重要内容。 接触件铜材应用基础技术研究实施要点 1. 改革研究体制 连接器接触件铜材应用的基础研究是一项耗资大、见效慢的系统工程,必须国家层面组织“政、产、学、研、用”五方面大协作,任何企业单方面都无能力胜任这项工作。要开发出能与美国 Brushwellman、日本 NGK 等著名品牌抗衡的国产铍铜及其替代材料,必须从整体的特性、功能、目标出发,紧密结合应用去研制设计系统各组成部分的参数和性能,以求得最佳组合。为实现這个共同的创新目标,必须通过改革现行机制,将产业链上的材料研究、生产与应用等单位组成接触件材料应用基础研究联盟。以改变目前材料生产与材料应用脱节,造成材料研究和标准制定流于表面化,材料很难适应不同应用领域的差异化工艺技术要求的现状。 要从管理意识和体制上保证对接触件铜材应用的基础研究人、财、物的投入,使有志之士能静下心来,化数年、乃至数十年时间去从事这项研究。未来电连接器企业除加工用户定制的专用接触件外,通用接触件完全可通过互联网+技术服务平台提供。该平台应有国际认同感的创新生态环境和激发创新活力的政策支撑, 2. 培育研究团队 实现电连接器行业由“速度”到“品牌”、由“制造”到“创造”的战略转移,必须借助国家强基工程、互联网+、大数据和智能制造等利好政策,培育一批熟知电连接器设计、材料和工艺的专业、跨界和系统人才,适应在国家层面构建连接器接触件产业链从设计要求提出、材料研发、工艺制造到质量检测评估的系统应用基础研究合作平台和工作机制需要。 该团队除由连接器接触件产业链原材料生产企业、高等院校、科研单位、连接器(接触件)生产企业、使用单位、行业协会和国家主管部委等各方专业人才外,还应由掌握接触件智能生产理论、方法、技术、产品和应用等纵向和经济、管理、标准、法律等横向跨界和系统人才支撑。以促进接触件铜材及试验方法的行业标准或团体标准合作研究。 3. 数据共享合作共赢 进入上世纪八十年代,美国电连接器各大企业,除做必要试验外,已不再进行大规模可靠性试验,原因是随着生产方式进步,可靠性由质保体系现场收集数据资料来确定。智能化生产过程质量控制产生大量理化、工作状态、故障和失效历史数据是十分珍贵的资源。与可靠性关联的故障具有随机性,随机规律的准确性(精度)与样本数成正比[9]。社会进入大数据时代。建立和完善产品从原材料、工艺制造到最终使用的数据利用,对可靠性分析能起到了事半功倍效果。 目前接触件产业链上仅少数国企或外资企业内部实现了接触件工业 3.0 的智能化大规模连续生产,借助大数据云计算平台,可实时在线监测处理生产过程获取的大量数据,自动精准控制接触件的接触电阻、分离力等质量参数。今后将有更多企业和单位通过智能化改造参予接触件铜材应用基础研究,但前提条件是必须创造企业诚信氛围,打破“各自为政、相互保密”现状,建立“数据共享、合作共赢”新机制。 4. 跨界联合开展接触件铜材替代进口的系统研究 必须坚持“问题导向、产需结合、协同创新、重点突破”原则,瞄准我国汽车电连接器生产紧缺的接触件等关键基础铜材,由政府牵头建立“官、产、学、研、用”结合的材料创新联盟或研发平台[10]。通过政策和资金扶植,组织产业链上的生产、科研、应用等单位联合攻关,不断试制-应用-改进-再应用-再改进,直至实现完全替代进口材料目标。这是一项国家牵头才能完成,需经历目标确定、系统分析、系统设计、初步试验、扩大试验和生产应用等六阶段的系统工程。 首先要明确系统所达到的目标、工作内容和具体要求。目标是要使国产接触件铜材合金含量、添加元素、制造工艺和性能参数,赶上或超过进口铜材的生产质量水平,能等效替代进口。经专家对系统分析和系统设计成果评审选出最优方案。经国家主管部委可行性论证、申请立项、落实经费和组织招标,选取国内最优的汽车连接器接触件铜材生产企业和电连接器生产企业联合开展接触件铜材应用的初步试验。经权威电连接器质量和可靠性检验机构对初步试验的铜材及其加工的接触件质量作出评价。再由承担初步试验的接触件铜材生产企业提供新试材料扩大试验,给国内更多的汽车连接器生产企业试用,验证接触件铜材应用研究成果。由权威电连接器质量和可靠性检验机构对综合扩大验证试验的铜材及其加工的接触件作出质量评价和改进建议。并报请国家有关机构进行材料应用研究成果鉴定。 建立“汽车连接器接触件铜材应用基础研究联盟的”建议 学习借鉴发达国家技术集成创新的成功经验,将互联网理念扩展汽车连接器生产和服务领域,促进汽车连接器生产企业的分工细化和专业化,建议建立由接触件铜材研制、生产、应用、标准和质检等单位组成的“汽车连接器接触件铜材应用基础研究联盟”,并相应创建能应用汽车连接器接触件铜材基础研究成果,实现通用接触件工业3.0 自动化大规模量产的的孵化基地兼物流配送中心。可通过国家有关部委组织可行性立题论证,调研汽车连接器接触件铜材生产应用现状,摸清与进口材料差距,招标确定承担项目单位。并由国家投资对承担项目单位现有生产设备和检测手段改造,逐步实现汽车连接器接触件铜材等效替代进口的目标。为有利于接触件生产过程废料回收利用,建议该基地选址最好在铜合金生产企业附近。 扫描二维码,申请加入SMM汽车行业交流群,请注明公司+姓名+主营业务  

    【深度干货】高工杨奋为:接触件铜材应用基础技术研究
  • 【SMM访谈】宁波兴业盛泰副总陈建华:未来3-5年逐步扩大产销规模 铜加工业具备良好发展空间

    SMM 9月19日讯:2019年9月19日,中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛在上海盛大开幕,本次峰会聚集了各路知名企业老总和大咖。会议期间,SMM采访到了宁波兴业盛泰集团有限公司常务副总经理陈建华。 》点击查看访谈视频 以下为SMM独家专访内容 SMM:兴业盛泰经过34年的不断努力,现在已经成为宁波杭州湾新区的骨干企业,请问目前主营产品有哪些、主要应用在哪些领域?有什么典型的优势产品?请和大家介绍下。 陈建华: 兴业盛泰经过34年的不断努力,已经成为国内高精度铜基合金材料行业的领军企业。34年来,公司始终围绕铜基合金材料产业发展。截至目前,公司已经形成青铜、黄铜、白铜、紫铜、引线框架、造币铜及高性能合金等八大类近50多个合金牌号的主营产品。 这些产品主要应用于:消费类电子(手机、PC)、汽车、通讯、电力电器、IC、电气化铁路、医疗器械、航空航天、军工等领域。 在这些产品中,其典型产品有:细晶粒青铜(C5110-C5240)、手机屏蔽罩用锌白铜、双60铜镁合金、C7025/7026/7035高强中导及C18400/C18150中强高导类合金等。 SMM:请问贵司在成为现国内如今中国高精度铜合金板带行业的领先制造商的过程中,都经历了哪些重要阶段,做出了哪些方面的努力和提高? 陈建华: 34年的兴业,历经了"从无到有、从小到大、从大到好"三个阶段。目前的兴业朝着"从好到强"的道路前行。 经过34年的发展,兴业已经成为国内高精度铜基合金材料的领先制造商。为国内行业十强并列第一。具有年产15万吨铜基合金的产业规模,可生产八大系列近50个牌号的上市公众公司。 经过34的发展,兴业在装备提升、人才引进、品牌建设、产品研发与院校合作,市场拓展与客户服务、企业文化建设等方面有了显著提高。 SMM:2018年兴业盛泰的高精度铜板带材销量已达到13.4万吨,连续第五年领跑国内高精度铜板带材市场,那么请问贵司未来的产销规模是否还会更上一个台阶?公司未来是否有新的产能计划,公司在增加产能方面都有哪些具体举措? 陈建华: 兴业连续5年领跑国内高精度铜板带材市场,2018年产销量达到了13.4万吨,未来的兴业将持续在铜板带主业上发力。 兴业将打造"百年老店"及成为"国际一流的高精度铜基合金板带材专业提供商"作为我们的战略目标,要做到这两点,持续并不断地研发市场所需的高性能合金材料并产业化是关键。因为,公司未来的产销规模及增加产能方面也将紧紧围绕以市场为导向,把研发高性能产品并产业化作为我们技改的主线来确定我们的技术改造计划。 一、已在杭州湾新区新增工业用地216亩,用于产品研发中试线项目及新增5万吨产线规模。 二、将对现有鑫泰高精度产线实施填平补齐项目。产线以目前年产2.5万吨提升至5万吨。 三、扩大现有盛泰供坯产线及提升供坯质量。通过以上举措,兴业集团将形成年产20万吨的多线规模。在拓展产线的同时,更注重于产品结构的调整,加快推进新品发展,努力实现品种的专业化生产,提高集团综合竞争力,积极地朝"做强"发展。 SMM:面对板带应用领域新材料需求增多科技日新月异,市场对新材料的需求和要求也越来越高,兴业盛泰是否也在不断的加大研发力度来开发新材料品种,在满足市场需求的同时,更向中高端迈进? 陈建华: 不断完善研发体系,继续加大研发投入,"打造国际一流,迈向高端"一直是兴业追求的目标,过去的兴业也一直致力于此。在兴业过去的发展历程中,正是通过5次大的技术改造,从起始单一的黄铜品种拓展至目前的8大系列近50多个合金牌号,成为国内行业中生产合金最多元化的企业。 (1)集团研发中心秉承"预研一代、储备一代、生产一代"的理念,已产业化生产高性能的铜镍硅、铜铬锆系列等合金牌号,未来瞄准超高强的铜钛、铜镍锡等高性能合金; (2)兴业未来将持续践行"合金兴业、共耀人生"的发展使命,在满足市场需求的同时,稳步提升企业的知名度,迈向国际一流的铜合金板带箔材专业提供商。 5、高性能铜合金是航空航天、卫星导航系统、5G通讯、新型汽车等重点领域所必须和急需的关键基础材料,目前贵司也已经开始生产高导电高性能材料,请问贵司针对以上不同领域,尤其是汽车领域都有哪些研发计划,未来会有什么新产品面世? 陈建华 :高性能高导电铜合金是铜合金产品未来的发展趋势,兴业通过近几年的努力,已可产业化生产铜镍硅、铜铬锆、铜镁TMg0.5等合金牌号,可实现600吨/月产销规模;展望未来,在现有基础上,兴业加快研发速度,加大研发投入的力度,加深产业化生产的进度,在具体重点领域及新产品研发上开展相关布局。 1、 随着新能源智能化汽车的发展,目前已储备有 Cu-Ni-Co-Si、Cu-Cr-Mg、Cu-Cr-Ti-Si等合金系列,同步研发:同步研发Cu-Ti(铜钛)、Cu-Ni-Sn、双70合金(强度700,导电率70%)、锌白铜合金系列。 2、 推进热浸镀镀锡铜带的产业化生产,重点突破C70250、C19010等铜带的热浸镀镀锡铜带,以满足新能源汽车中关键电连接器材料的使用需求。 SMM:贵公司广受业内企业的认可和好评,也与诸多大型企业合作,目前合作方有哪些,业务分部范围如何?欢迎哪些业内企业合作共赢呢? 陈建华 :兴业盛泰合作的大企业:富士康、泰科、安费诺、莫仕、得意、公牛、宏发等,不一一列举了,汽车方面:兴业直接或间接合作的"安波福、麦格纳、法雷奥、吉利、合兴、怡得乐、意华等… 业务分布:传统的合金 - 高性能合金 - 热浸镀材 (汽车接插件-线束端子、高性能连接器、继电器、机械按键开关、汽车LED照明、保险丝、充电桩、规律半导体、动力电池配件等… 由于兴业是生产基础原材料的企业,希望能和知名品牌汽车的一级或二级或指定的汽车电子电气类的企业合作。比如说"安波福、麦格纳、法雷奥、泰科"等这样的业内知名企业进一步加强合作,借此机会也欢迎汽车厂商来兴业参观指导。 SMM:您觉得当前行业的发展现状如何?和国际水平相比,国内处于怎么的水平?是否存在一些需要完善的方面? 陈建华 :中国铜加工行业,由于近十几年要求增速,发展较快,特别是装备改造,产能规模、实际产出等方面有长足进步和提高,但是近年来特别是去年以来,内外部环境的变化,压力加剧,盈利能力减弱,尽管行业发展较快,但是与国际水平相比,还是存在着不小的差距,主要体现在产品的综合研发能力,高性能合金的质量水平与质量稳定性等方面存在差距,要缩短差距还需要走很长的路。 中国铜加工需要完善的方面:从个人角度来看,1、生产集中度不高 2、加快调整产业结构(产品结构)产业结构有待进一步调整;3、加强产业链的整合4、提升经济效益及资产回报率。 SMM:您对未来行业的前景怎么看? 陈建华 :个人认为,铜加工未来发展是有希望的,也会蓬勃发展。这主要有两个方面,一方面是国家的产业政策积极鼓励铜加工产品,朝高性能、新材料和深加工方向发展;二是,中国平稳持续的发展态势和智能制造发展趋势,如5G、新能源汽车、万物互联的发展局势会加快这些新材料的应用。 扫描二维码,加入SMM汽车新材料交流群 请注明公司+姓名+主营业务

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