在2023中国工博会暨（第五届）中国汽车新材料应用高峰论坛-汽车用铜基材料发展论坛上，原上海航天技术研究院电子元器件检验中心航天金属材料和电连接器专家杨奋为带来对接触件用铍铜产业链的创新研讨。
1.问题的提出
今年5月10日在文昌成功发射运力达7.8吨的天舟6号，新闻报道其全部使用了国产电子元器件。我国重点系统工程用连接器虽实现了替代进口，但连接器关键原材料对外依存度仍很高，在产业链、供应链“自主、可控”方面和发达国家存在明显差距。尤其是制作连接器关键零件“弹性接触件”的铍铜材料长期依赖进口，我国具有自主知识产权能等效替代进口铍铜材料创新研究严重滞后。
早在十年前其撰写的“高可靠电连接器接触件材料的联合创新研讨”一文中就指出：“目前选择进口材料虽能完全满足高可靠电连接器技术要求，但往往受价格和交货期影响，特别是受国际形势影响较大。而选择国产材料，虽目前某些质量性能指标有待提高和更加稳定，短期内尚不能达到髙可靠电连接器产品设计要求，但从战略发展分析：必须大力扶植国产材料的创新发展，解决制约我国电连接器发展的瓶颈之一，即解决国产材料替代进口的问题”。
2.铍铜在高可靠电连接器上应用
电连接器是一种为电线和电缆端头提供快速接通和断开的装置。是连接各类电气、电子系统不可缺少的基础元件。追溯其下游，更大的系统整机，电连接器是从属于系统整机的组成部分。
新能源汽车连接器电缆组件（俗称线束），将电池、电控、电机连成电源驱动系统。连接器用量由传统汽车500个增至800-1000个。电压由传统汽车14V蹿升至60V-800V甚至更高，需提供10A-380A电流等级传输。对连接器接触件、绝缘体等关键零件原材料提出苛严要求。
接触件是连接器的导电核心零件。将来自连接器尾部所连电线电缆的能量或信号传递到与其相配连接器对应接触件上。和人的血液和神经系统一样，组成整机系统每个连接器的每个接触件都必须接触良好，保持低而稳定的接触电阻，才能保证整机系统安全可靠运行。
铜材性能是连接器接触件性能基础保证
铍铜具有比一般青铜和黄铜更高强度和良好的综合性能，能满足连接器弹性接触件设计选材一系列要求。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,在有限的空间内能承受最大的力。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。是制作高可靠电连接器弹性接触件的首选材料。
GJB598、GJB599等国军标生产用于航空、航天等领域的高可靠军用电连接器，通常采用铍铜棒线车制“圆形直开槽插孔或侧开槽插孔”。
用铍铜带冲制“方形簧片插孔”、分体式鹰爪插孔“鹰爪”、大电流冠簧插孔“冠簧”，以及连接器绝缘体（上下安装板）内固定接触件位置的“卡爪”等零件。
用铍铜丝绕制作线簧插孔中“线簧”、绞线插针中“缆束”以及绕制“毛钮扣”等零件。（毛钮扣作用是将其插入绝缘基板的孔中，上、下层基板导体通过凸包挤压，实现多块微波多芯片组件基板上导体可靠连接。）
3.铍铜及其替代材料创新研究
铍铜在生产冶炼过程中对环境存在污染。工业上用碳和氧化铍热还原法制取铍- 铜中间合金是在电弧炉中进行的，电弧炉置于密封容器内，操作人员戴防毒口罩。许多企业领导和专家都提及铍铜材料今后在国际上是否会逐步禁用的问题。为此，我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。
虽接触件用铍铜本身无毒对环境没污染，但生产冶炼过程中对环境存在污染。在对环境要求越来越严格的今天，研发铍铜替代材料一直是业界关注的课题。
近年来博威合金、兴业盛泰、陕西斯瑞等铜加工厂龙头企业相继研究开发能替代铍铜的铜镍锡、铜镍硅、钛铜等合金系列材料，并已部分成功应用于民用产品。但其综合性能仍无法与铍铜合金媲美。
航空、航天等军用电连接器产品由于设计都引用国外标准，定型产品接触件原选用铍铜，未经严格验证试验不能用其它合金替代。
4.铍铜生产现状和进口材料差距分析
中色宁夏东方集团是我国最早建立、专业研制生产军用铍铜的重要基地。该公司生产的铍铜带成功应用于制作航天等军用电连接器卡爪等关键零件。广东珠海大华是具有相当规模、专业生产铍铜带的民企。苏州富耐佳引进二条月产千吨的低铍高导铍铜带生产线。株州艾美专门生产易切削铍铜棒线有数十年历史，产品远销欧美等国。苏州金江仿制日本NGK 铍铜细丝，成功应用于制作微矩形连接器线簧插孔和绞线插针。
要改变国产铍铜生产现状，实现替代进口目标，
必须首先深刻认识与进口铍铜存在差距的根源：
1）产业链缺乏顶层设计
早些年对铍铜材料应用基础研究不重视，接触件用铍铜产业链发展不协调，整机系统成套设备与连接器接触件用铍铜材料基础研究脱节。 改革开放初期选择依靠整机组装生产为主发展路径，导致政府和市场“重主机、轻配套”。进入世贸组织后关税降低，政府对进口铍铜材料给予补贴鼓励，进口铍铜代理商迅速占领市场，国产铍铜企业缺乏市场应用发展机会。
2）院所转制造成铍铜材料基础共性技术研究薄弱
科技和经济融合不足，长期处于跟踪模仿 ，高水平自主创新很少。不能满足连接器行业高质量发展需求。改革开放初期，军用电连接器生产企业选用进口铍铜材料满足国家重点工程配套急需。但伴随经济发展和政治形势变化，国外“封锁”、“垄断”加剧，暴露接触件材料的“短板”和“卡脖子”问题。
3) 技术集成度低、质量一致性差
改革开放初期，中色宁夏东方集团公司铍铜分公司曾给航空、航天等电连接器企业供应过铍铜丝、棒、带材。后因这些企业要求供应的铍铜品种规格多、数量少，每种规格每年耗量仅几公斤。订货重量低于行业标准规定每卷重量下限而无法订到所需规格铍铜。目前全国铍铜用量约300吨/月。江苏多家生产铍铜的民企生产规模都不大，设备相对落后，但销量却占用量70%。
国产铍铜品种规格少、技术集成度低、质量一致性差，竞争不过进口铍铜而逐渐退出市场。
4 ) 专业人才流失严重
部分企业考核体系存在弊端，核心技术知识产权欠缺。技术人员待遇偏低，人才流失严重，难以聚集高端高层次人才。
5.接触件用铍铜产业链创新必要性分析
工信部产业基础专家委员会主任陈学东院士有关制造业产业链创新专题报告中指出：制造业由“制造”转型为“创造”大国有六大指标。
根据以上六大指标，对照我国接触件用铍铜产业链研究生产现状，存在以下问题：
高可靠电连接器接触件零件是若干技术组合的结果，按生产流程上下游关系形成一个技术链。
技术集成创新的重要特征是寻求最大限度满足整机装备配套连接器的市场需求和可供的最优技术资源匹配性，实现技术链上的“材料技术”、“工艺技术”、“装配技术”和“检测技术”等全部技术的“优化组合”。
其中“材料技术”（铍青铜及其替代材料质量一致性）是优化组合的源头和基础。电连接器生产企业必须通过接触件用铍铜产业链创新，和设计、材料和工艺设备等外部资源全面整合，掌握接触件等关键零件核心技术，才能使连接器质量和可靠性逐步赶超世界一流水平。
6. 建议
6.1 组织“现场学习考察”和“产业链创新论坛”活动
中色宁夏东方集团公司是国家化巨资建设生产军用铍铜的重要基地（905）。近年来，公司围绕“聚焦钽铌铍，行业引领为国争光，发展新材料，转型升级做优做强”发展战略，坚持“围绕钽铌铍做精，围绕相关金属及产业做大，围绕科研和人才实力做强”，优化产业布局，有效提升企业核心竞争力和风险抵御能力，为实现扭亏为盈目标奠定基础。到2025年，把中色东方建成“世界一流的钽铌铍和稀有金属材料科研生产基地”。（以上信息摘自该公司网站）
建议中国有色金属加工工业协会征求中色宁夏东方集团公司等产业链企业领导意见后，组织长期致力于接触件用铍铜应用基础研究专家、学者赴宁夏东方集团铍分公司、苏州金江、中国探针、贵州航天电器、中航光电等生产和应用现场学习考察。举办“接触件用铍铜技术集成创新论坛”，各自发表创建接触件用铍铜产业集群真知灼见，共商实现“替代进口”目标解决方案。从中寻觅和培育今后能积极组织策划接触件用铍铜产业链创新活动和发起创建接触件用铍铜产业集群的优秀人才。
6.2 举办“接触件用铍铜质量一致性”团体赛
“工业互联网发展行动计划(2021-2023)”指出:要推动形成各方积极参与的团体赛模式。企业不能单打独斗。要充分调动工业企业、基础电信企业、工业软件企业、工业控制企业、设备制造企业、解决方案提供商等各方积极性，推动形成主体多元、协同创新的产业生态和“团体赛”模式。
设计、材料、工艺等多种因素都会影响电连接器接触件质量一致性。企业产品要争创“世界一流品牌”或要争当细分领域“专精特新”小巨人企业。必须首先深刻理解与发达国家同类产品质量存在差距的根源。
建议在政府主管部门领导下，工信部电子四院、五所等标准和质检第三方组织举办“接触件用铍铜质量一致性”团体赛。
6.3 修改接触件用铍铜质量检验标准
现在国家技术监督局执行的国家标准是产品功能性合格的入行门槛最低标准。地区（行业）团体标准要求往往高于国家标准。国际标准兼顾发展中国家现状，还不是全球行业最高标准。处于全球领先地位的世界一流企业标准，才是行业最高标准。 目前国产铍铜企业还停留以满足材料理化性能是否合格的低水平监管阶段。
要实现接触件用铍铜“替代进口”和争创“世界一流品牌标准”奋斗目标，必须加强顶层设计，在政府主管部委组织领导和政策支持下，通过“政、产、学、研、用、金”结合，加强产业基础标准研究，充分利用接触件用铍铜产业链生产过程控制在线数据，通过“线上+线下”、“企业+院所”数据互联互通，制定新的接触件用铍铜质量检验标准。
例如铜带厚度偏差对插孔接触件分离力波动（质量一致性）十分敏感。每卷铜带生产过程中宽度、长度方向的厚度偏差实时监测数据，对产业链补短板，解决“卡脖子”材料问题，就是有用信息。应充分利用智能化生产过程中的有用信息，通过网联化建立生产过程在线检测+定时监测的新型质量检验方法。
建议分二步走，第一步行业层面：组织已实现数字化生产的铍铜生产企业联合下游接触件生产企业先行先试，总结经验制定出行业团体标准。第二步国家层面：扩大试验应用成果制定出国家军用标准。
6.4 创建接触件用铍铜应用研究和生产基地
为做到供应链“自主可控”，满足企业工艺设计到运行过程中低碳需求，降低物流环节能耗和碳排放 。
建议在国家主管部门组织领导下，以市场为导向改革原有产业结构，在接触件用铍铜产业链上建立联合创新的合作机制，整合我国高可靠连接器接触件先进的设计，优质的材料，杰出的精细加工技术，富有创新精神的研发团队等资源，组建一个能为全国各行业高可靠连接器生产企业量身定制、一站式服务、髙度技术集成的接触件用铍铜应用研究和生产基地。实现铍铜材料兼弹性接触件工业3.0、工业4.0生产。
