金田铜业技术主任:铜加工材产量、进出口分析 铜棒研发技术解读

SMM10月11日讯:在《2019年中国铜产业链峰会暨铜棒产业高峰论坛》上,宁波金田铜业(集团)股份有限公司集团技术研究室主任傅杰发表了《大规格铜棒挤压-拉伸工艺研究》的主题演讲,对全球铜加工材产量、进出口情况应运数据进行了讲解,并对新型易切削黄铜棒研发、光学镜头用黄铜棒、重金属低析出黄铜棒研发等技术方面进行了科普和思考总结。

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一、铜合金棒线材市场简介

数据显示2018年全球铜材产量为2655.6万吨,铜消费增长率为3%。2018年中国铜加工材产量1781万吨,占世界67%。

根据2018年中国铜加工材的进出口情况显示铜条杆型材进口5.7万吨,出口0.9万吨,净进口4.8万吨。

上面2个表显示日本铜加工材的进口和出口情况,我们发现日本铜合金棒线处于净出口状态。

2018年日本黄铜棒进出口表显示日本黄铜棒出口远远大于进口。日本铜棒线进出口情况与我国情况恰好相反,表明我们铜棒线产品与欧美、日韩发达国家还存在差距。


二、新型易切削黄铜棒研发

新型易切削黄铜研发中存在的问题:随着机加工水平的提升,切削速度越来越快,而大量与之配套的易切削黄铜需要进口。尽快提升铅黄铜棒的切削性能,开发新型易切削黄铜棒,是满足客户需求,替代进口的关键。

 

切削性方面,在高速车削条件下(主轴转速4000r/min)HBi59-1的切屑形状呈长条、卷曲状;JT03012的切屑呈颗粒状。综合分析, JT03012车削加工时,刀具损耗更小,排屑效果更为优异。见下图

表面粗糙度方面,通过扫描电子显微镜观察:经高速车削后,普通铋黄铜车削表面凹凸不平;JT03012车削表面相对光滑平整。  综合分析, JT03012的机械加工精度更高,切削稳定性更好。见下图

单位面积内铋颗粒数方面,普通铋黄铜铋颗粒平均直径为4.7μm,单位面积铋粒子数较少; JT03012铅颗粒平均直径为2.3μm,单位面积铋粒子数更多。见下图

综合来看,新型易切削黄铜优点在大幅提升的切削性能。使得满足高速车削加工,振动量小;刀具损耗低,使用周期长;加工精度高,表面光滑平整。

三、光学镜头用黄铜棒研发

应用领域在黄铜棒材因其易精密加工、易化学着色等特性,是手机、车载摄像等光学镜头的最佳原材料。铜棒发黑后的色泽和均匀性直接影响摄像时聚光效果和图像拍摄质量。

产品加工原理 

1)机加工:高速车床加工,产品高精度

2)表面预处理:去除加工表面残留油污等

3)化学发黑:黄铜表面与化学试剂发生反应,生成黑色硫化物

客户使用效果对比:

四、重金属低析出黄铜棒研发

应用领域:黄铜棒材因其良好的热锻性能、切削性能和抗腐蚀性能,大量应用于阀门卫浴行业。随着对环保和健康的关注,生态环保型铜棒逐渐用于阀门卫浴领域。

重金属低析出黄铜棒研发技术路线:

添加铋、铝、镁、锡、镍等金属元素,获得重金属元素低析出生态黄铜合金的成分配方

调整热处理工艺,确保脱锌层横向≤100μm

为客户提供合适的表面处理方案(见下图)

五、总结思考 

铜合金棒材具有广阔的市场和广泛的应用

我国与发达国家铜棒线产品和加工技术还有差距

差距的重点是:对于细分市场和客户需求的理解和认知

建议

以细分市场需求为导向,以客户需求为目标,建立起产学研用协同创新体制和机制,共同推动铜合金棒线产品升级,实现高端产品的自主化、高质量化、高稳定化、高效益化,形成示范作用。


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