第43卷第2期 有色金属; ̄p-v NONFERROUS METALS PROCESSING Vo1.43 NO.2 April 2014 2()l4年4月 铍铜合金的生产和应用前景分析 王 伟 (中色科技股份有限公司,河南洛阳471039) 摘要:文章介绍了目前国内外铍铜的生产、供应和消费情况,分析了我国铍铜业与世界其他国家在技术装备方面的差 异,并对其未来市场与应用的发展趋势做出展望。 关键词:铍铜合金;生产现状;应用领域 中图分类号:TG146.1 1 文献标识码:A 文章编号:1671—6795(2014)02—0009一o4 铍青铜合金具有高强度、高弹性、高导电性、耐腐 蚀、耐疲劳、弹性滞后小、无磁性、冲击时不产生火花 等优良性能,且使用时非常可靠,在所有铜合金中综 合性能最好,因此作为优良的耐疲劳高弹性导电材料 广泛应用于电子、电讯、电脑、手机和精密仪器等工业 以及航空、航天、兵器等军工部门,是科学技术发展和 国防现代化建设的战略物资。 图2 2005—2010年美国铍铜产销情况 Fig.2 The production and sales of beryllium copper in America in 2005 ̄2010 1 铍铜的生产和消费现状 目前国外铍铜生产企业主要是美国的BRUSH 1.1国际市场 2010年全世界铍铜消费量约37 800t。美国是世 界上铍铜消费量最大的国家,2010年消费量为 26 930t,占世界的71.2%(图1),比2009年提高了 10.1%。2005年~2010年美国铍铜产销情况见图2。 WELLMAN公司和日本的NGK金属公司。 BRUSH WELLMAN公司是世界上唯一的铍综合 一体化生产商,创建于1931年,1934年开始生产铍铜 合金,1971年购入SK Wellman摩擦材料公司后组成 Brush Wellman公司。在此期间,先后建成了Utah州 Daha厂、俄亥俄州Elmore厂、Arizona州Tucson厂、宾 夕法尼亚Reading厂,分别进行矿石处理、金属铍及铍 铜加工、氧化铍陶瓷和铍铜合金的生产,形成了由矿 石到金属和陶瓷制品及铍铜母合金到延伸材的两条 完整生产线。该公司生产8种Brush牌号铍铜合金, 欧洲 7% 分别为165、25、290(25的工厂硬化材)、M25、174、3、 10和50合金,产品包括板、带、线、棒条、管材及锻造 材等,产量达1万t/a。 荧围, 7】% 日本NGK金属公司成立于1919年,1958年开始 生产铍铜合金,1986年购买了美国卡博特公司(包括 图1 世界铍铜消费区域分布 Fig.1 Regional distribution of world berylliumcopper consumption 在法国、德国和英国的子公司)的铍铜部门后更名为 NGK金属公司。1998年公司重新组织和扩大了铍生 产能力,在Sweetwater投资1200万美元安装了一台在 日本研发的连铸机。1999年11月公司完成了一个2 收稿日期:2013—08—09 作者简介:王伟(1979一),男,工程师,主要从事有色金属技术经济研究工作。 10 有色金属/j ̄-r 第43卷 年的投资项目,在Handa厂将铍铜合金的生产能力由 300t/月提升到350t/月。此外母公司在2000年3月 子18%,电信12%,家电/消费品10%,国防6%,商业 化航空、航天6%,其他15%。 1.2国内铍铜生产与国外的差距 目前国内市场铍铜加工材需求量在4000t/a左 将铍铜轧制品生产能力提高了1倍达到300t/a,同时 在1999年开发推广4种低铍铍铜合金,产品包括板、 带、线、棒条和管材等,目前该公司的年产量约5000t 左右。 右,大部分依靠进口(进口3400t/a,国产600t/a)。东 方钽业是国内最大的铍铜生产企业,其次为苏州瑞 佳、上海贝瑞姆和湖南水口山六厂,以及江苏扬中数 铍铜合金是铍消费的主要形式,约占65%~ 75%。近年来受到以电讯和数字通讯为支柱的电子 工业的推动,增长特别强劲。同时,由于受汽车制造 家私企(神风、新亚、银利、利达等)。 中国铍铜产量低甚至不能满足国内需求,究其原 因主要是生产规模小、生产线技术与装备落后、自动 化程度低、性价比差等诸多因素。我国铍铜生产与国 外同行业相比,其工艺及装备之间的主要差距见表1。 业降低排放物要求的推动,铍铜合金在汽车市场上的 应用正在大力开发中。 目前美国铍铜消费市场为计算机33%,汽车电 表1 我国铍铜企业与国外企业对比表 Tab.1 Comparison of beryllium copper enterprises at home and abroad 第2期 有色金属加工 11 国内铍铜市场分为高中低端不同类别,其中高端 市场基本为进口所独占,军工企业所需铍青铜产品基 本由国内企业所提供(主要是宁夏东方有色金属集团 公司),中低端市场由国内其他铍铜合金生产企业 占有。 2铍铜合金的应用前景分析 铍铜作为优良的耐疲劳高弹性导电材料广泛应 用于汽车、电子电气、模具等工业部门,随着这些行业 的发展,铍铜合金的应用需求也越来越大。铍铜合金 的主要应用领域见表2。 表2铍铜的用途 Tab.2 The applications of beryllium copper 2.1模具行业 用于生产塑料、玻璃和金属制品中热塑处理的注 模和吹模。铍铜合金具有铸造性能好、高强度、高硬 度、耐磨耐腐蚀、热导率高、容易焊接修复且强度不受 损失、不生锈、容易维修、保养等优点,在模具行业需 求量相当大。Brush Wellman公司专门开发了用于塑 料加工工业的Moldmax和Protherm型铍铜合金,Mold— max用于塑料注模中的颈环、手柄内插件和注射模部 件、型腔嵌件、吹模夹断器、热浇道系统注射嘴和集流 腔等;Protherm用于泡沫塑料的加工、热浇道系统和热 的排除,或控制十分关键的其他应用中。NGK金属公 司此用途方面生产的BerylCO铍铜合金板产品分为三 个等级为加(Plus)、超(Supra)和极超(Ultra)。在铸 模方面铍铜合金具有比钢大得多的散热特性,常用作 精密模具和塑料制品的模具材料。 2.2汽车行业 汽车是铍铜的另一重要应用领域,主要用于开 关、信号连接器、小型马达、继电器电连接器、传感器、 RF连接器等(图3)。 开关 倍号连接器 窗户 ABS 门锁 ECU 小型马达 灯 气囊 车镜 图3铍铜在汽车部件中的应用 Fig.3 Application of beryllium copper in automobile parts 近年来,我国汽车工业特别是轿车工业得到较快 发展。2003年汽车产销量444万辆,2010年汽车达到 1826万辆,年平均复合增长率22.4%。根据我国汽 车工业的发展趋势,“十二五”期间年复合增长率为 15%左右,初步预测2015年达到2560万辆。汽车工 业的发展将带动铍铜的快速发展。 2.3计算机 计算机发展的主要趋势是数据传输快速稳定、宽 带和低电耗。与廉价材料相比铍铜合金有更高的导 电性、导热性、弹性和强度,因而可靠性更好。计算机 是铍铜的最大市场之一,用作弹簧、接触器(接插件)、 l2 有色金属加工 第43卷 开关。国际数据公司(IDC)表示,2010年仅笔记本电 食品加工业、采矿工业、化纤工业、海底通讯电缆中继 器等。 脑交货量估计达到1.8亿台,个人电脑交货估计达到 3.3亿台。 2.4电气电子元件 3 结束语 我国铍资源丰富,铍矿分布在14个省区,探明储 量的矿区有66处,总保有储量(氧化铍)23万t,约占 世界储量的18.8%。目前我国每年铍铜加工材消费 量约4000t,多数靠进口解决,为缓解供不应求的状 况,国内有些铍铜生产企业准备扩大生产规模,如东 铍铜合金的最大应用是在电气、电子元件方面, 尤其是弹簧、接触器、开关和继电器。用作计算机中 的接触器、光纤通讯设备、连接集成电路板与印刷电 路板(尤其是用铍铜丝)的插座以及汽车。手机、笔记 本等IT设备趋高精化要求更小、更轻、更耐久的接触 器,这就促使对铍铜元件的需求不断增加。电讯方 面,铍铜合金涂上贵金属可用作电话连接器的接点。 铍铜合金174涂以延性材料Ni已用在蜂窝电池充电 方钽业新建3000t生产线,湖南水口山准备新建3000t 生产线等。铍铜合金有着其他材料无法替代的优越 性,随着模具、汽车、计算机、电子电器及航空航天的 快速发展,铍铜业未来会获得更加广阔的发展空间。 参考文献 [1]董超群.铍铜合金熔铸工艺及设备的发展[J].宁夏工程技术, 2004,3(1):93 器中,也可作为便携式电话、移动电话的部件使用。 2010年世界电子元器件市场需求达到2800亿美元, 中国约350亿美元,占世界电子元器件市场的份额为 12.5%。 2.5其他行业 [2]易均平.铍合金材料发展报告.宁夏东方钽业股份有限公司. [3]董超群.易均平.铍铜合金市场与应用前景展望[J].稀有金属. 2005,9(3):351—356. 铍铜除了应用于上述领域外,还广泛用于石油精 炼和石油天然气化学工业、爆破和烟火制造、染料和 油漆生产、医药、电解厂、航空器制造厂、坦克和船厂、 Production Status and Application Prospect of Beryllium Copper Alloy WANG Wei (China Nonferrous Metals Processing Technology Co.,Ltd.,Luoyang 471039,China) Abstract:The paper reviewed the production,supply and consumption of beryllium copper at home and abroad,it analyzed the variations in the technology and equipment levels between domestic and overseas enterprises,and it evaluated the trends on the future market and applications. Keywords:beryllium copper alloy;production status;application fields (上接第64页) Application of Evaporation Crystallization in Treatment and Reuse of APT Prod UCtion Wastewater JIANG Xiang-sheng (China Nonferrous Metals Processing Technology Co.,Ltd.,Luoyang 471039,China) Abstract:The paper highlighted the wastewater in APT(ammonium paratungstate)production,it pointed out that severe pollution and water wastage will be caused by directly discharging the wastewater containing quantities of magnesium sulfate, sodium sulfate and slight heavy metal ion;it presented dedicated proposal for treatment and reuse with a case history;and it concluded that recycling and sustainable development of water resource will be achievable by reducing wastewater discharge by 7.2×104 tons per year,recycling 8600 tons of sodium sulfate per year and 1317 tons of magnesium sulfate(conve ̄ed into epsom salt)per year after implementation of the project. Keywords:APT(Ammonium paratungstate);production wastewater;treatment and reuse;evaporation crystallization; mechanicaI vapor recompression(MVR)