深度好文,銅合金中的“彈性***”——鈹銅合金
發(fā)布時(shí)間:2021-09-14點(diǎn)擊:1826
鈹是世界各主要軍事大國十分關(guān)注的敏感金屬。我國鈹產(chǎn)業(yè)經(jīng)過50多年的自主發(fā)展,已經(jīng)基本形成完整的工業(yè)體系。鈹工業(yè)中,用量***少但是***重要的是金屬鈹,它在國防軍工、航空航天和戰(zhàn)略核能等領(lǐng)域有著關(guān)鍵的應(yīng)用,是一種關(guān)系著***的戰(zhàn)略性、關(guān)鍵性資源;用量***大、市場總量***大的是鈹銅合金,廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。美國對中國禁運(yùn)純鈹及鈹銅母合金。鈹銅合金是一種綜合性能優(yōu)良的有色合金彈性材料,被稱之為“彈性***”,具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐疲勞、耐腐蝕、彈性滯后小、無磁性、沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花等優(yōu)良性能。因此,鈹?shù)闹黧w應(yīng)用就是鈹銅合金,估計(jì)市場中65%的鈹是以鈹銅合金的形式存在。
一、國外鈹工業(yè)概況
目前世界上只有美國、哈薩克斯坦和中國具有工業(yè)規(guī)模的從鈹?shù)V石開采、提取冶金到鈹金屬及合金加工的完整鈹工業(yè)體系。美國的鈹工業(yè)規(guī)模是世界上***大的,代表了世界鈹?shù)纳a(chǎn)技術(shù)水平,在世界鈹工業(yè)中占絕對優(yōu)勢,處于***和主導(dǎo)地位。通過為世界上包括美國國內(nèi)和國外的很多鈹產(chǎn)品制造商供應(yīng)鈹原料、半加工材到***終制品,美國控制著全球鈹業(yè)貿(mào)易。日本受限于缺乏鈹?shù)V資源,不具備全產(chǎn)業(yè)鏈能力,但在二次加工方面技術(shù)先進(jìn),在全球鈹工業(yè)中扮演重要角色。
美國Materion公司(原布拉什威爾曼),是世界上***能生產(chǎn)所有鈹產(chǎn)品的綜合一體化制造商。主要有兩個(gè)子公司,一個(gè)子公司生產(chǎn)工業(yè)領(lǐng)域鈹合金,鈹銅合金板、帶、絲、管、棒等;另一個(gè)聚焦國防等高精尖應(yīng)用,生產(chǎn)包括核純級(jí)、結(jié)構(gòu)級(jí)、儀表級(jí)和光學(xué)級(jí)鈹材,以及應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高價(jià)值鈹鋁合金。日本礙子(NGK)公司是世界上第二大鈹銅生產(chǎn)廠家,前身是日本礙子金屬公司。1958年開始生產(chǎn)鈹銅合金,是日本絕緣體有限公司(NipponGaishi)的全資子公司。日本絕緣體有限公司1986年購買了美國卡博特公司的鈹銅分部后更名為礙子公司(NGK),從而在鈹銅領(lǐng)域形成與美國Materion公司抗衡的局面。礙子金屬公司是世界上***大的氧化鈹進(jìn)口商(主要進(jìn)口源是美國Materion公司和哈薩克斯坦的烏爾巴冶金廠)?,F(xiàn)NGK年產(chǎn)鈹銅的能力估計(jì)在6000噸以上。烏爾巴冶金廠是前蘇聯(lián)僅有的一家鈹冶煉加工廠,現(xiàn)屬于哈薩克斯坦。蘇聯(lián)解體前,烏爾巴冶金廠有關(guān)鈹?shù)纳a(chǎn)情況高度保密,很少為人所知。2000年,烏爾巴冶金廠獲得美國Materion公司2500萬美元投資,由Materion公司提供烏爾巴冶金廠頭兩年的鈹生產(chǎn)資金,并為其設(shè)備進(jìn)行更新,同時(shí)提供一些新技術(shù),作為回報(bào),烏爾巴冶金廠給Materion公司***提供鈹產(chǎn)品,主要包括金屬鈹錠和鈹銅母合金(供貨期到2012年)。2005年,烏爾巴冶金廠完成了這項(xiàng)為期5年的投資計(jì)劃,烏爾巴冶金廠每年的鈹產(chǎn)品產(chǎn)量為170-190噸,鈹銅母合金的年生產(chǎn)能力為3000噸,鈹銅合金制品的年生產(chǎn)能力達(dá)1000噸。烏爾巴冶金廠在中國上海投資設(shè)立了全資子公司:烏中冶金制品(上海)有限公司,負(fù)責(zé)公司鈹產(chǎn)品在中國、東亞、東南亞等地區(qū)的進(jìn)出口、轉(zhuǎn)口、銷售。烏中冶金制品(上海)有限公司經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)成為中國、東亞、東南亞地區(qū)非常重要的鈹銅母合金供應(yīng)商之一。在中國大陸地區(qū),***高的時(shí)候占據(jù)了70%以上的市場份額。
二、國鈹工業(yè)概況
中國的鈹工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)形成了從礦石開采、提取冶金到鈹金屬及合金加工的完整工業(yè)體系。鈹產(chǎn)業(yè)鏈上目前分布的主要市場產(chǎn)品包括:鈹化合物、金屬鈹、鈹合金、氧化鈹陶瓷和金屬鈹基復(fù)合材料。主要企業(yè)包括東方鉭業(yè)、五礦鈹業(yè)等國企,以及規(guī)模較小的民營企業(yè)。2018年,中國純鈹產(chǎn)量50噸。美國對中國禁運(yùn)金屬鈹及鈹銅母合金。產(chǎn)業(yè)鏈上用量***少但***重要的是金屬鈹。金屬鈹主要用于國防、航空航天、戰(zhàn)略資源領(lǐng)域,***關(guān)鍵的國防應(yīng)用是在戰(zhàn)略核導(dǎo)彈上。另外,還包括衛(wèi)星框架部分和結(jié)構(gòu)件、衛(wèi)星鏡體、火箭噴嘴、陀螺儀和導(dǎo)航及武器控制組件、電子封裝、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和高功率激光器的鏡體;核純級(jí)金屬鈹也被用于研究/實(shí)驗(yàn)核裂變和聚變反應(yīng)堆。產(chǎn)業(yè)鏈上用量***大的是鈹銅合金。據(jù)統(tǒng)計(jì),80%以上的氫氧化鈹用于生產(chǎn)鈹銅母合金(鈹含量4%)。母合金添加純銅稀釋,生產(chǎn)鈹含量0.1~2%各種組分的鈹銅合金,包括各種型號(hào)的鈹銅合金型材(棒材、帶材、板材、絲材、管材),精加工企業(yè)利用這些型材加工應(yīng)用于消費(fèi)電子等工業(yè)領(lǐng)域的元器件。鈹銅合金的生產(chǎn)一般分為上下游兩部分,上游是礦石開采、提取冶煉為含鈹?shù)拟斻~母合金、(鈹含量一般為4%);下游是將鈹銅母合金作為添加劑,加入銅進(jìn)一步冶煉加工成鈹銅合金型材(管、帶、棒、線、板等),每一個(gè)合金產(chǎn)品中,由于性能不能,又會(huì)細(xì)分為不同的牌號(hào)
二、總結(jié)
鈹銅母合金市場,產(chǎn)能集中在少數(shù)企業(yè),美國占據(jù)主導(dǎo)地位。鈹銅合金的生產(chǎn)技術(shù)門檻較高,整個(gè)產(chǎn)業(yè)相對集中,每個(gè)細(xì)分的牌號(hào)或者品類只有幾家供應(yīng)商,或者一個(gè)超級(jí)生產(chǎn)商。由于資源的稀缺性和技術(shù)的***,導(dǎo)致美國Materion占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位,日本的NGK和哈薩克斯坦的烏爾巴金冶金廠也具有較強(qiáng)實(shí)力,國內(nèi)企業(yè)***落后。鈹銅合金型材市場,國內(nèi)產(chǎn)品集中在中低端領(lǐng)域,在中高端市場具有較大的替代需求和價(jià)格空間。無論是鈹銅母合金、還是鈹銅合金型材,國內(nèi)企業(yè)還處于追趕階段,產(chǎn)品主要在中低端市場,價(jià)格往往是美國、日本產(chǎn)品的一半,甚至更低。其原因還是受限于冶煉技術(shù)、工藝的穩(wěn)定性。這一方面意味著,在國內(nèi)生產(chǎn)制造成本低的情況下,如掌握或整合了一定的鈹銅冶煉技術(shù),產(chǎn)品有望以價(jià)格優(yōu)勢切入中端市場。高純度鈹(99.99%)及鈹銅母合金是美國禁止向中國出口的關(guān)鍵原材料。
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