เมื่อวันที่ 23 เมษายน ณ การประชุมอุตสาหกรรมทองแดงและงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมทองแดง CCIE 2025 SMM (ครั้งที่ 20) - ฟอรั่มหลัก ซึ่งจัดโดย SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center และ Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd. โดยมี Jiangxi Copper Corporation และ Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd. เป็นผู้สนับสนุนหลัก Shandong Humon Smelting Co., Ltd. เป็นผู้ร่วมจัดงานพิเศษ และ Xinhuang Group และ Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. เป็นผู้ร่วมจัดงาน Tong Qingping หัวหน้านักวิทยาศาสตร์และปริญญาเอกของ China Nonferrous Metal Mining (Group) Co., Ltd. ได้วิเคราะห์สถานะการพัฒนาปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมแปรรูปทองแดงของจีน
1. ทองแดงและโลหะผสมทองแดง
คุณสมบัติของทองแดง
ทองแดงมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ยอดเยี่ยม ด้วยการเพิ่มธาตุต่าง ๆ สามารถสร้างโลหะผสมทองแดงหลากหลายชนิดขึ้นได้ โดยแต่ละชนิดมีคุณสมบัติที่โดดเด่นแตกต่างกัน เช่น
• การนำไฟฟ้า/ความร้อน ← ทองแดงบริสุทธิ์ ความแข็งแรง ← Ni, Cr, Ti, Be ความต้านทานการกัดกร่อน ← Ni, Al, Sn สี ← Zn, Ni, Al ความสามารถในการกลึง ← Pb, Bi, Te ความต้านทานการสึกหรอ ← Sn, Al, Ag คุณสมบัติต้านจุลชีพ เป็นต้น
• หนัก (ความหนาแน่นสูง) การเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิว ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนค่อนข้างสูง และต้นทุนสูง
ประเภทของผลิตภัณฑ์แปรรูปทองแดง: ท่อทองแดง แท่งทองแดง/ลวดทองแดง/เส้นใยทองแดง/ผงทองแดง แผ่นทองแดง แถบทองแดง และฟอยล์ทองแดง
การใช้งานของทองแดงและโลหะผสมทองแดง
การใช้งานที่ระบุไว้ ได้แก่ โทรคมนาคม ระบบขนส่งทางราง ยานยนต์ อวกาศ ทางทะเล เครื่องใช้ในบ้าน หุ่นยนต์ พลังงานใหม่ อุปกรณ์เครื่องจักรกล ศูนย์ข้อมูล เป็นต้น
►การผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปทองแดง
ในปี 2567 การผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปทองแดงของจีนอยู่ที่ 21.25 ล้านตัน เพิ่มขึ้น 1.9% เมื่อเทียบกับช่วงเดียวกันของปีก่อน โดยลวดทองแดงคิดเป็นประมาณ 50% ของปริมาณการผลิตทั้งหมด
2. สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาของท่อ/แท่ง/ลวด/เส้นใย
►ท่อภายในมีเส้นสัน ท่อภายนอกมีเส้นสัน ท่อเรียบ
1. คุณสมบัติของท่อทองแดง: การนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการแปรรูป (เช่น การเชื่อมด้วยลวด การดัด เป็นต้น) และคุณสมบัติต้านจุลชีพ
2. ขอบเขตการใช้งาน: ระบบทำความเย็นและปรับอากาศ ระบบประปาและระบายน้ำในอาคาร การส่งก๊าซ อุตสาหกรรมและทางทะเล อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน การแพทย์ เป็นต้น
1. กระบวนการดั้งเดิม: หล่อแท่ง → อัดร้อน → รีด → ม้วน → อบอ่อน → ประมวลผลเกลียว
2. การหล่อและรีดแบบต่อเนื่อง: การหล่อแนวนอนแบบต่อเนื่อง → รีด → ม้วน → อบอ่อน → ประมวลผลเกลียว เมื่อเทียบกับกระบวนการดั้งเดิมแล้ว ใช้เงินลงทุนอุปกรณ์น้อยกว่าและมีประสิทธิภาพการผลิตที่สูงกว่า
3. ระดับเทคนิค: ยังมีพื้นที่ในการปรับปรุงรูปร่างของเส้นสันภายใน (ความสูงของฟัน ระยะห่าง มุมเกลียว เป็นต้น) แต่เทคโนโลยีการแปรรูปท่อทองแดงภายในมีเส้นสันโดยรวมของจีนเป็นผู้นำของโลก
4. การใช้งานพิเศษ: การแทนที่ในประเทศของท่อทองแดงที่มีวัตถุประสงค์พิเศษ ขนาดใหญ่ และทนต่อการกัดกร่อนกำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง
5. แนวโน้มการพัฒนา: การประหยัดพลังงาน การลดการปล่อยมลพิษเพิ่มเติม และการดำเนินการผลิตแบบดิจิทัลและอัจฉริยะเป็นสิ่งจำเป็น
►เทคโนโลยีการเตรียมแท่ง (แท่งดิบ)/ลวด
1. ขอบเขตการใช้งาน: การผลิตเครื่องจักร อุปกรณ์ไฟฟ้า อุตสาหกรรมยานยนต์ ทางทหารและอวกาศ เป็นต้น
2. กระบวนการดั้งเดิม: "หล่อแท่ง → อัดร้อน → ดึง" และ "เตาแกน (SCR) หล่อและรีดแบบต่อเนื่อง → ดึง"
3. การหล่อและอัดแบบต่อเนื่อง: เมื่อเทียบกับกระบวนการดั้งเดิม "หล่อแท่ง → อัดร้อน → ดึง" แล้ว จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของแท่งทองแดง แท่งดิบทองแดง แท่งทองแดง และลวดทองแดงได้อย่างมาก ใช้เงินลงทุนอุปกรณ์น้อยกว่า มีภาระต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า และลดต้นทุนการผลิต
4. ระดับเทคนิค: เทคโนโลยีการหล่อขึ้นรูปต่อเนื่องแบบขึ้น การอัดแบบต่อเนื่อง และอุปกรณ์ของจีนล้วนอยู่ในระดับแนวหน้าของโลก
5. แนวโน้มการพัฒนา: การผลิตแบบอัจฉริยะ การแทนที่ในประเทศของแท่งและลวดโลหะผสมระดับสูง และการพัฒนาและการใช้งานเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมวัสดุ เช่น การพิมพ์ 3 มิติ
►ลวดโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูง
1. ลวดและสายเคเบิล: อุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น พลังงาน (การจำหน่าย) อุปกรณ์โทรคมนาคม อุปกรณ์ไฟฟ้า และยานยนต์พลังงานใหม่ ได้เข้าสู่ระยะการเปลี่ยนแปลงและการอัพเกรดที่สมบูรณ์แล้ว โดยมีการปรับปรุงระดับเทคนิคอย่างต่อเนื่องและเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในตลาดโลก
2. สายเคเบิลประสิทธิภาพสูงและพิเศษ: ความต้องการสายเคเบิลประสิทธิภาพสูงในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ระบบขนส่งทางราง และอวกาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงมีความเร่งด่วนในการเพิ่มการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและการเปลี่ยนแปลงผลงานวิจัย รวมถึงการเร่งกระบวนการผลิตแบบอัจฉริยะ
3. แนวโน้มการพัฒนา: การวิจัยและพัฒนาและการผลิตเชิงอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงและแตกต่างในด้านต่าง ๆ เช่น ระบบขนส่งทางราง อวกาศ การแพทย์ เซมิคอนดักเตอร์ และหุ่นยนต์ เป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น: ลวดโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูง Cu-1～6wt%Ag ที่แสดงไว้ข้างต้นได้ถูกนำไปใช้ในด้านการแพทย์ หุ่นยนต์ และด้านอื่น ๆ
คุณสมบัติของลวดโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูง: ความต้านทานแรงดึงสูงสุดสามารถถึง 1,400 MPa ด้วยการควบคุมปริมาณ Ag และเทคโนโลยีการแปรรูปที่พัฒนาขึ้นใหม่ ลวดโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูงที่มีอัตราส่วนความแข็งแรง (MPa)/การนำไฟฟ้า (%IACS) 1,400/75, 1,200/80, 1,000/85 และ 800/90 ได้รับการเตรียมไว้อย่างประสบความสำเร็จ
►เทคโนโลยีการเตรียมลวดโลหะผสมทองแดงที่ละเอียดมากและผลิตภัณฑ์ที่ใช้
1. ลวดทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูง: ลวดโลหะผสมทองแดงที่มีทั้งความต้านทานแรงดึงและการนำไฟฟ้าเกิน 85 (850 MPa + 85% IACS) ได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ
2. เทคโนโลยีการผลิตจำนวนมากสำหรับลวดที่ละเอียดมากที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเส้นเดี่ยว 0.013 มม. ได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ในหลาย ๆ ด้าน เช่น การแพทย์และหุ่นยนต์
3. สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาของแผ่น/แผ่น แถบ และฟอยล์
►คุณสมบัติของโลหะผสมทองแดงต่าง ๆ (แผ่น/แผ่น แถบ และฟอยล์)
แนวโน้มการพัฒนา: คุณสมบัติ: ความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูง + α α: ความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานความร้อนสูง ความต้านทานต่อความเหนื่อยล้า และง่ายต่อการแปรรูป
สถานะปัจจุบัน:
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าที่สำคัญในการสร้างนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการผลิตเชิงอุตสาหกรรม เมื่อเทียบกับองค์กรชั้นนำในอุตสาหกรรมเดียวกันในต่างประเทศ: ผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดงแบบดั้งเดิมได้บรรลุ "เทียบเท่า" และ "เป็นผู้นำ" ผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดงระดับสูงกำลังเปลี่ยนจาก "ตามหลัง" เป็น "เทียบเท่า" และบางผลิตภัณฑ์หลักที่สำคัญยังต้องการการพัฒนาเพิ่มเติม
เป้าหมายระยะสั้น: การแทนที่ในประเทศของผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดงหลัก ทำให้มีขนาดใหญ่และแข็งแกร่ง
เป้าหมายระยะกลางและระยะยาว: การเปลี่ยนจาก "เทียบเท่า" เป็น "เป็นผู้นำ" การพัฒนาผลิตภัณฑ์และการใช้งานใหม่ ๆ
นอกจากนี้ ยังได้แนะนำโลหะผสม CuNiSi บางชนิดจากองค์กรแปรรูปทองแดงญี่ปุ่น รวมถึงแถบโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล-ซิลิคอน C7025 แถบโลหะผสมทองแดง-โครเมียม-ซิร์โคเนียม C18150 และแถบโลหะผสมสังกะสี-ทองแดง-นิกเกิล (C75210/C77010) จากผลิตภัณฑ์แผ่นและแถบทองแดง CNMC Zhengrui
►ฟอยล์ทองแดงรีด
►กระบวนการผลิตฟอยล์ทองแดงรีด
1. เทคโนโลยีหลักในการเตรียมวัสดุพื้นฐาน: ① เทคโนโลยีการหล่อ: ส่วนประกอบหลัก ปริมาณสิ่งเจือปน และองค์ประกอบของแก๊ส ② เทคโนโลยีการหล่อ: ลักษณะภายนอกของแท่งหล่อ: ไม่มีรอยแตก ไม่มีรอยต่อเย็น ไม่มีสิ่งแปลกปลอมปะปน ③ โครงสร้างภายในของแท่งหล่อ: ไม่มีรอยแตก ไม่มีรูพรุน... ③ ลักษณะจุลภาคและคุณสมบัติ: ขนาดเม็ด คุณภาพพื้นผิว คุณสมบัติเชิงกล รูปร่างแผ่น...
2. เทคโนโลยีหลักในการรีดฟอยล์ทองแดง: รูปร่างแผ่น ความคลาดเคลื่อนของความหนา คุณภาพพื้นผิว โครงสร้างทางโลหะวิทยา...
3. เทคโนโลยีหลักในการเคลือบผิว: รูปร่างของเม็ดทองแดง โครงร่าง ความสม่ำเสมอของเม็ดทองแดง การยึดเกาะของเม็ดทองแดง สี...
►การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ - ① ฟอยล์ทองแดงรีดที่มีความยืดหยุ่นสูง
►การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ - ② ฟอยล์ทองแดงรีดที่มีความยืดหยุ่นสูง ความหนา 9μm
1. การลดความหนาของฟอยล์ทองแดงรีดช่วยเพิ่มประสิทธิภาพความยืดหยุ่นได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับฟอยล์ทองแดงที่มีความหนา 25μm แล้ว ฟอยล์ทองแดงรีดที่มีความยืดหยุ่นสูงที่มีความหนา 9μm แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพความยืดหยุ่นที่ดีกว่าประมาณ 10 เท่า
2. ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นของสมาร์ทโฟนพับได้ จะมีความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับฟอยล์ทองแดงรีดที่มีประสิทธิภาพความยืดหยุ่นสูง ดังนั้น ความต้องการสำหรับฟอยล์ทองแดงรีดที่มีความยืดหยุ่นสูงที่มีความหนา 9μm หรือบางกว่านั้นก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
►การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ - ③ ฟอยล์โลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูง C7025/7026
ขอบเขตการใช้งาน: ภาค 3C (โทรศัพท์มือถือ หูฟัง คอมพิวเตอร์) B to B ยานยนต์ และเครื่องใช้ในบ้าน
ข้อกำหนดผลิตภัณฑ์: ความหนา: 18-60μm
1. ด้วยการควบคุมเงื่อนไขการแปรรูปและการอบความร้อนอย่างแม่นยำ วัสดุพื้นฐานที่มีความแม่นยำสูงที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอและคุณสมบัติเชิงกลและเชิงฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมจะถูกเตรียมไว้
2. ด้วยการใช้เทคโนโลยีการควบคุมรูปร่างที่มีความแม่นยำสูงและเทคโนโลยีการควบคุมความคลาดเคลื่อนของความหนา ฟอยล์ทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงที่มีความหนา 60, 50, 35, 25 และ 18μm ได้รับการเตรียมไว้และมีการผลิตจำนวนมากแล้ว
►การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ - ④ ฟอยล์โลหะผสมทองแดง C18150
1. ผ่านการควบคุมเงื่อนไขกระบวนการอย่างแม่นยำ สามารถผลิตวัสดุพื้นฐานที่มีความแม่นยำสูง มีองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอ และมีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่ยอดเยี่ยม
2. ใช้เทคโนโลยีการควบคุมรูปร่างที่มีความแม่นยำสูงและเทคโนโลยีการควบคุมความหนาที่มีความแม่นยำสูง สามารถพัฒนาฟอยล์ทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและมีความนําไฟฟ้าสูง ที่มีความหนา 60, 50, 35, 25 และ 18μm ได้สำเร็จ และสามารถผลิตในปริมาณมากได้แล้ว
►การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ - ⑤ ฟอยล์ทองแดงรีดที่ผ่านการเคลือบผิวแบบพื้นผิวเรียบต่ำ
ฟอยล์ทองแดงรีดที่ผ่านการเคลือบผิวแบบพื้นผิวเรียบต่ำ ช่วยลดการสูญเสียการส่งผ่านและเพิ่มความแข็งแรงในการลอกออก
เทคโนโลยีการหลอมและการหล่อ
1. พัฒนาเทคโนโลยีในการเตรียมทองแดงปราศจากออกซิเจนโดยใช้เตาแกน รวมถึงอุปกรณ์และเทคโนโลยีในการเตรียมทองแดงปราศจากออกซิเจนบริสุทธิ์สูง (C10110) สำหรับหลอดอิเล็กตรอน
Ø การลงทุนค่อนข้างต่ำ
Ø ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ
2. พัฒนาอุปกรณ์การหล่อแบบต่อเนื่องเต็มรูปแบบ เครื่องมือ และเทคโนโลยีกระบวนการสำหรับโลหะผสม รวมถึง CuMg, CuTi, CuCrZr เป็นต้น
Ø พัฒนาเทคโนโลยีที่แตกต่างเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันและหลีกเลี่ยงสภาพแวดล้อมการแข่งขันที่รุนแรง
Ø เมื่อเทียบกับการหล่อสูญญากาศและการหล่อแบบกึ่งต่อเนื่อง มีความต้องการการลงทุนเริ่มต้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ต่ำกว่า
3. พัฒนาเทคโนโลยีการผสมโลหะใหม่และเทคโนโลยีการหลอมและการหล่อที่มีประสิทธิภาพและมีคุณภาพสูง
Ø เทคโนโลยีในการป้องกันการแยกตัวขององค์ประกอบในระดับมหภาค
Ø เทคโนโลยีในการอุตสาหกรรม เช่น เทคโนโลยีในการปรับปรุงเม็ดโลหะให้ละเอียดขึ้น
4. บทสรุป
การวิจัยและพัฒนา: เพิ่มความเข้มข้นในการพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนการดั้งเดิม อุปกรณ์หลัก และวัสดุโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพสูง พยายามกำจัดการเลียนแบบและการพึ่งพาเทคโนโลยีและอุปกรณ์ขั้นสูงจากต่างประเทศในระยะสั้น เพื่อบรรลุการควบคุมอิสระและการแทนที่วัสดุพื้นฐานและอุปกรณ์หลักในประเทศ
อุตสาหกรรม: ความสำเร็จหรือความล้มเหลวของอุตสาหกรรมเป็นเกณฑ์ในการทดสอบ "นวัตกรรมทางเทคโนโลยี" มุ่งเป้าไปที่ความต้องการของทั้งตลาดที่มีอยู่และตลาดที่เพิ่มขึ้น โดยเน้นที่อุตสาหกรรมเป็นเป้าหมายอย่างเป็นรูปธรรม เพื่อให้มั่นใจว่าการวิจัยและพัฒนาและความต้องการของอุตสาหกรรมเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดเพื่อให้บรรลุการแปลงผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพ เร่งความเร็วในการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับอุตสาหกรรม นำหน้าในการส่งเสริมเทคโนโลยีการผลิตแบบ "ดิจิทัล" และ "อัจฉริยะ" และบรรลุเป้าหมายในการก้าวให้ทันและเป็นผู้นำขององค์กรขั้นสูงจากต่างประเทศ
ท่อ บาร์ ลวด และเส้นใย: การพัฒนาและอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงและมีความแตกต่าง เช่น ท่อและบาร์โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนสูง ลวดและเส้นใยโลหะผสมที่ละเอียดมาก สำหรับการใช้งานที่มีมูลค่าเพิ่มสูงในระบบราง ยานพาหนะทางทะเล อวกาศ การแพทย์ เซมิคอนดักเตอร์ หุ่นยนต์ และสาขาอื่น ๆ เป็นสิ่งสำคัญ จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงในตลาดเฉพาะกลุ่ม
แผ่น/แผ่นรีด แถบ และฟอยล์: พยายามบรรลุการแทนที่ในประเทศในระยะสั้นสำหรับวัสดุแถบทองแดงที่ยังต้องการนำเข้า เช่น วัสดุกรอบลวดนําที่ผ่านการแกะสลักครึ่งหนึ่ง และวัสดุเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูง จำเป็นต้องปรับปรุงความสม่ำเสมอและความเสถียรของประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ พัฒนาและอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสำหรับอุปกรณ์ฟอยล์ทองแดงรีด การเคลือบผิวของฟอยล์ทองแดงสำหรับการสื่อสารความถี่สูงและความเร็วสูง และการพัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบผิวด้วยองค์ประกอบที่ไม่มีแม่เหล็กสำหรับพื้นผิวฟอยล์ทองแดง
ตลาดเกิดใหม่: การพัฒนาอย่างรวดเร็วและแข็งแกร่งของอุตสาหกรรม เช่น การดูแลสุขภาพขั้นสูง หุ่นยนต์ การเชื่อมต่อสายเคเบิลทองแดงความเร็วสูง ปัญญาประดิษฐ์ ศูนย์ข้อมูล และการสื่อสารดาวเทียม จะนำความต้องการและโอกาสใหม่ ๆ มาให้อย่างมาก ใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของความร่วมมือ "อุตสาหกรรม-มหาวิทยาลัย-วิจัย-การประยุกต์ใช้" เพื่อหลุดพ้นจากสภาพแวดล้อมการแข่งขันที่รุนแรง และปรับโฉมภูมิทัศน์การพัฒนาของอุตสาหกรรมแปรรูปทองแดงโดยการพัฒนาเทคโนโลยี/ผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่น
