Rannsóknir og þróunarþróun og vandamál háþróaðra koparblendiefna
Kopar og koparblendi eru flokkur lykilefna með mikilvæga notkun. Vegna framúrskarandi varmaleiðni, rafleiðni, sveigjanleika, tæringarþols og annarra eiginleika, er kopar nauðsynlegt efni í ákveðnum notkun loftrýmis, vopna og búnaðar. Undanfarin tvö ár hefur framleiðsluiðnaðurinn greinilega fundið fyrir aukinni eftirspurn eftir koparblendi. Nýir notendur eru stöðugt að þróa koparblendi aukefnisframleiðsluforrit. Efnin hafa einnig breyst frá snemma auðvelt að móta steypt tin brons yfir í hreinan kopar og ýmsar gerðir af hárstyrk og hárleiðni kopar. Samkvæmt rannsóknarskýrslu mun alþjóðlegur koparaukefnaframleiðslumarkaður vaxa með samsettum árlegum vexti upp á 51% frá 2019 til 2027. Þó að enn séu mörg ferli og efnisvandamál í koparblendiprentun, er fyrirsjáanlegt að kopar muni hafa stað í framleiðslu á aukefni í málmi. Umsóknarstaða koparblendiefna heima og erlendis. Með hröðum framförum hátækniiðnaðar eru ný efni að þróast í átt að ofurmiklum afköstum, miklum hreinleika og mikilli endurtekningu. Samþætting, virkni, smæðun, áreiðanleiki osfrv. tengdra vara hefur verið lagður til. Meiri kröfur. Sem kjarnaleiðaraefni eru háþróuð kopar- og koparblöndur mikið notaðar í blýgrind í mjög stórum samþættum rafrásum í rafrænum upplýsingaiðnaði, rafrænar mótvægisaðgerðir, ratsjár, aflmikil örbylgjuofnrör fyrir landvarnarbúnað, leiðaraefni fyrir hápúls segulsvið. , loftvír fyrir háhraða járnbrautarflutning, og stóra afltíðnimótun og hraðastjórnun ósamstilltur gripmótor stýristangir og endahringir, mótsuðu rafskaut, rafhlöðuefni, teygjanlegt efni í hleðslubunka fyrir ný orkutæki, kristallara í sítengdu vélar og raftæmi. tæki fyrir málmvinnsluiðnaðinn, snertibrýr fyrir rofa og ýmsa íhluti fyrir rafmagnsverkfræði Víra o.fl. Sem stendur hafa margir þekktir erlendir aukefnaframleiðendur sett koparefni í vörulista sína. Meira dæmigert, EOS gaf út gagnablöð fyrir hreint Cu og CuCrZr árið 2020 og árið 2021 hóf AMCM (Additive Manufacturing Customized Machine) útgáfur af tveimur gerðum efna, dótturfyrirtæki EOS. SLM Solutions hefur í röð sett á markað CuSn10 og CuCrZr vörugögn. Árið 2019 setti fyrirtækið á markað CuNi2SiCr vörur sem sameina styrk og raf- og varmaleiðni. Þeir geta verið notaðir í mold og rafmagnssviðum og hafa orðið stórsprengja í aukinni framleiðslu á koparblendiefnum. Efnaframleiðendur TLS Technik, m4p, Sandvik, Makin og fleiri fyrirtæki hafa tilkynnt um eigin aukefnaframleiðslu á koparblöndu. Sem stendur eru kopar- og koparblendiefni til aukefnaframleiðslu einbeitt í hreinu Cu, CuSn10, CuCrZr og CuNi2SiCr. Þrátt fyrir að CuNiSn, CuCr, CuCrNb, CuAlFeNi og önnur efni hafi einnig tengdar rannsóknir og notkun á aukefnaframleiðslu, er notkunarstigið ekki eins hátt og fyrstu fjórir vöruflokkarnir. 1. Í samanburði við koparblendi er kosturinn við hreint Cu rafmagns- og varmaleiðni þess, vegna þess að ýmsar koparblöndur munu óhjákvæmilega missa raf- og varmaleiðni eftir að þáttum hefur verið bætt við kopar. Þar sem hreinn kopar hefur lágt frásogshraða við hefðbundna 1064nm bylgjulengd, svokallaða rauða ljósbylgjulengd, og erfitt er að ná þéttingu, hefur hrein Cu prentun alltaf verið vandamál. Núverandi lausnin er að nota stuttbylgjulengdar leysir eins og 515nm grænan leysibúnað frá TRUMPF og hin er að auka aflið eins og AMCM búnað EOS sem búinn er 1Kw leysir fyrir hreina koparprentun. Sama hvaða tegund af búnaði er notaður til prentunar, ef þú vilt fá hreina koparhluta með miklum þéttleika eða mikilli raf- og varmaleiðni, þarf hráefnisduftið að viðhalda miklum hreinleika á meðan það hefur dufteiginleika sem auðvelda þéttingu , svo sem hæfileg kornastærðardreifing og flæði. Það hefur eiginleika góðrar endingar og mikillar magnþéttleika.
Hvað varðar undirbúning hreins kopardufts, er markmiðið að viðhalda háum hreinleika efna á meðan viðhaldið er háum kúlu. 2. CuSn10 CuSn10 er eins konar steypt tin brons sem auðvelt er að mynda. Margar gerðir eða handverk sem fela í sér koparefni nota CuSn10 efni til prentunar.
CuSn10 álfelgur hefur mikinn styrk og endingu Það hefur framúrskarandi slit- og tæringarþol og er hægt að nota til að framleiða slitþolna hluta eins og blað og gír. Hins vegar er raf- og varmaleiðni þess ekki mikil, svo CuSn10 er almennt ekki notað fyrir kröfur um raf- eða hitaleiðni. CuSn10 er hefðbundin vara meðal núverandi aukefnaframleiðslu koparblendiefni. 3. CuCrZr eldflaugarvél er dæmigerð notkunaratburðarás koparblendis. Efniskröfur fyrir vélarfóður og tengda hluta eru mjög miklar. Annars vegar er brennsluhitastig í brennsluhólfinu mjög hátt (meira en 3000 gráður). Á hinn bóginn hefur hár hiti, hár þrýstingur og háhraða gas sterka veðrun á efnunum. CuCr álfelgur er dæmigerð úrkomustyrkt koparblendi. Viðbót á Zr frumefni getur stuðlað að úrkomu Cr fasa og bætt dreifingu útfelldra fasa. Á sama tíma getur kopar-sirkon efnasambandið sem myndast af Zr og Cu gegnt hlutverki að styrkja úrkomu. Þess vegna hefur aflfræði CuCrZr álfelgur Það hefur framúrskarandi frammistöðu og er hægt að nota við framleiðslu á eldflaugamótorhlutum. Undanfarin ár hafa innlendar geimferðaeiningar framkvæmt mikla rannsókna- og þróunarvinnu á aukinni framleiðslu á rakettuhreyflahlutum, og CuCrZr er núverandi valfrjálsa efni.
Þess má geta að enn er verið að uppfæra og endurtaka Rockets Copper álefni fyrir vélarhluta. CuZr, CuCr, CuAgZr, CuCrNb og önnur efni hafa verið notuð í rannsóknum, sérstaklega GRcop-42 (Cu-4Cr-2Nb í %), gert er ráð fyrir að uppfæra eldflaugahreyfilbrennsluhólf efni á nýtt stig. 4. CuNi2SiCrSLM Solutions setti á markað CuNi2SiCr koparblendiefnisvöru árið 2019. Þetta efni er hitameðhöndlað hertanlegt málmblöndu með miklum styrk og jafnvægi í samsetningu rafleiðni og hitaleiðni. Á sama tíma inniheldur málmblönduna nikkel- og sílikoníhluti og hefur mikla tæringarþol og slitþol. CuNi2SiCr sjálft er ekki nýr hluti. Þetta efni samsvarar bandarískum staðli C18000 álfelgur. SLM Solutions tók forystuna í að nota þetta efni til aukefnaframleiðslu og framkvæmdu efnisgreiningu og sannprófun á færibreytum, og bætti mikilvægum meðlim í koparblendifjölskylduna. . Styrkur CuNi2SiCr eftir hitameðferð er verulega hærri en CuCrZr og önnur efni. Á sama tíma getur það viðhaldið ákveðinni hitaleiðni og rafleiðni. Það getur nú þegar uppfyllt nokkrar kröfur um moldframleiðslu og kröfur um leiðandi hluta, svo það mun hafa mikilvæga notkun á mold og rafmagnssviðum. R&D þróun og vandamál sem háþróuð koparblendiefni lands míns standa frammi fyrir (1) Tækni R&D þróun Á undanförnum árum hefur heildarstig lands míns af afkastamiklum koparblendi og undirbúningstækni þeirra tekið miklum framförum og tegundir af afkastamiklu koparblendi vörur með sjálfstæðum hugverkaréttindum hafa haldið áfram að aukast. , uppsett stig koparblendiefnisvinnslu er nálægt alþjóðlegu háþróuðu stigi. Þróunarþróun rannsókna og þróunar og iðnvæðingar háþróaðra koparblendiefna sýnir eftirfarandi eiginleika. (1) Frá einstökum frammistöðukröfum til krafna um fjölvirka eiginleika. Til dæmis ættu kopar-undirstaða efni með mikla hitaleiðni og mikla rafsegulvörnareiginleika að mæta eftirspurn eftir leiðaraefnum á sviðum með mikilli nákvæmni eins og púlssterkt segulsviðskerfi og agnahraða rafsegulsenda; snertilínur fyrir háhraða járnbrautarnet með hraða 380 km/klst. Auk mikillar rafleiðni ætti það einnig að hafa meiri styrk, slitþol og þreytuþol; Koparblöndur fyrir samþættar rafrásir í mjög stórum stíl þurfa að hafa mikinn styrk og mikla leiðni, hitaþol, beygjuþol, auðvelt ætingu og aðra eiginleika. (2) Koparvinnsluefni eru að þróast í átt að þunnt, þunnt, langt og mikilli nákvæmni. Eftirspurn eftir vörum eins og ofurfínum vírum, ofurþunnum ræmum, þunnvegguðum rörum, extra löngum rörum, extra löngum ræmum, snittum rörum, sérlaga rörum, sérstökum stöngum, sérstökum ræmum osfrv. . heldur áfram að aukast. Til dæmis endurspeglar blýgrindin fjölpinna og háþéttni, þróunarþróun ofurþunnrar og smækkunar. (3) Mikil hreinsun á kopar. Koparinnihald iðnaðarkopars hefur verið aukið úr 99,9% í 99,95% og síðan í 99,99% eða jafnvel hærra, til að hámarka raf- og hitaleiðni efnisins. Ofurhreinn kopar, sem inniheldur 99,999 9% kopar, mun lágmarka áhrif óhreininda á raf- og hitaleiðni. (4) Samsett efni. Ein efnisstyrkingaraðferð hefur takmarkaða möguleika og notkun samsettra aðferða til að bæta enn frekar alhliða frammistöðu koparefna hefur orðið að rannsóknarsvæði. Til dæmis er það mjög mikilvægt fyrir hönnunarkenninguna um afkastamikil koparblendi og hagnýt notkun í hágæða koparblendi að bæta öðrum fasa ögnum, hársvörðum eða trefjum við koparblöndur til að styrkja kopargrunninn og þróa ný fjölnota koparbyggð samsett efni. tæknisviðum. gildi. (2) Vandamál sem standa frammi fyrir Þó að landið mitt sé stærsti framleiðandi koparblendiefna í heiminum, er það samt ekki sterkt land í koparblendiefnum. Landið mitt treystir enn að miklu leyti á innflutning fyrir hágæða koparblendi sem brýn þörf er á á mörgum hátæknisviðum eins og flugrými, rafeindaupplýsingum, sjávarverkfræði og hátæknibúnaði. Það eru mörg koparblendiframleiðslufyrirtæki, lág iðnaðarþéttni, veik samkeppnishæfni vöru og lítill hagnaður iðnaðarins. , ófær um að styðja við þróun hátækniiðnaðar. Helstu atriðin sem tengjast koparblendiefnisiðnaðinum eru sem hér segir. (1) Það eru fáar tegundir og einkunnir af afkastamiklum koparblendiefnum. Alhliða frammistaða sumra afkastamikilla koparblendis er almennt lægri en sambærilegra innfluttra vara. Til dæmis eru einkunnir Cu-Ni-Si og Cu-Cr-Zr blý ramma ræmur sjálfstætt þróaðar og framleiddar mjög lágar. fáir. (2) Brýnt þarf að bæta stöðuga framleiðslugetu stórra og hágæða koparblendivara. Til dæmis er enn þörf á byltingum í frammistöðustöðugleika, yfirborðsgæði og alhliða fullunnum vörum úr hárnákvæmni teygjanlegri koparblendi ræmur. (3) Vinnsluferli hágæða koparblendis veldur mikilli umhverfismengun og alvarlegri sóun á auðlindum; háskilvirkni stuttferla undirbúningstæknin er ekki enn þroskuð og bæta þarf gæði vöru og afköst. (4) Skortur á sjálfstæðri framleiðslutækni fyrir sum hágæða framleiðslutæki takmarkar þróun nýrra vara. Sem dæmi má nefna að flestir hánákvæmni filmuframleiðslutæki byggja á innflutningi. (5) Sum hágæða koparblendiefni skortir sjálfstæðan hugverkarétt og opinberan rannsóknar- og þróunarvettvang og smíði gagnagrunna hvað varðar efniseiginleika, framleiðslutækni, staðla og forskriftir er á eftir. (6) Enn þarf að bæta enn frekar stóra einsleita undirbúningstækni með ofurhreinleika, ofurlítið súrefnisinnihald súrefnisfrían kopar og undirbúningstækni með mikilli nákvæmni, stórum þvermál, langlífa tæringu- ónæmum hvítum kopar þarf að brjótast frekar í gegn. Að lokum, samanborið við vörur eins og títan, ál og háhita málmblöndur, er viðbótarframleiðsla á kopar og koparblendi ekki enn þroskuð. EOS hefur kynnt hugtak svipað tækniviðbúnaðarstigi (TRL) fyrir efnisvörur síðan 2019. Eins og er eru tvær tegundir koparefna merktar sem stig 3, sem er sannprófunarstig, en vörur eins og IN718 og AlSi10Mg eru almennt stig {{ 86}}. Á þessu stigi hefur aukefnaframleiðsla smám saman færst frá sannprófun líkana yfir í vöruframleiðslu. Aukaframleiðsluefni munu fara inn á stigið að velja eða hanna efni byggt á forritum. Uppfærð endurtekning á kopar og koparblendiefnum er augljósari. Fyrirsjáanlegt er að með stöðugum framförum í ferlum og efnum mun aukefnaframleiðsla koparefna hækka á nýtt stig. (Eigandi efnis á netinu)
