APP下载

金属与粉末冶金

2017-04-23

新材料产业 2017年10期
关键词:材料

雷尼绍携手Aeromet实现新合金的3D打印

铸造业领导企业Aeromet与波音公司签订的最新长期合作协议包括为波音777X提供部件。该部件使用这家英国公司的A20X合金,而这款合金被称为市场上最强的铸造铝合金。

现在,英国的雷尼绍公司,作为飞机和航空发动机部件制造的供应商,正在与Aeromet展开合作,为用于生产高强度合金的激光增材制造方法开发工艺参数和材料特性。其目标是加速高性能合金在航空发动机、机身和航天器部件中的应用。

公司最初开发了用于铸造零件的铸造合金,称为A205,这种金属也可作为3D打印粉末材料,称为AM205。A205铸造合金和A205粉末都经过了金属材料性能开发和标准化(MMPDS)组织的审批。Aeromet表示,A20X系列材料是一种铝铜合金,具有高度精细的微观结构和独特的凝固机理,与其他合金相比,它提升了材料的强度、耐磨性和耐热性等。(航空工业发展研究中心)

新型热处理工艺实现形状记忆合金批量生产

日本东北大学的研究人员发现,通过独特的热处理工艺可以提高铜-铝-锰(CuAlMn)形状记忆合金的性能。并且,增加材料晶体的尺寸大大提高了其弹性,改变形状也使其性能更加出色。这些特征对于能够承受地震的建筑结构有很大应用潜力。

大多数金属由大量的多晶体组成,但在某些情况下,当它们由单晶形成时,性质会得到改善。然而,单晶金属生产成本高昂。冶金学家们利用了一种被称为“异常晶粒生长”的现象,研发出了降低单晶合金生产成本的方法。该过程在加热条件下会导致金属的多个“晶粒”或晶体不规则地生长。通过数个加热和冷却循环工序,可以生产大型单晶棒。先将合金加热至900℃,然后冷却至500℃,循环5次。接着加热至740℃,然后冷却至500℃,循环4次。最后,将金属加热至900℃。若忽略低温加热(740℃)/冷却(500℃)的循环过程,将无法得到单晶合金的效果。该技术目前可以生产长度为70cm,直径为15mm的单晶金属棒。这与目前的形状记忆合属棒相比尺寸更大,更适合建筑和土木工程应用。(北方科技信息研究所)

德国开发用于铜材料的绿色激光3D打印技术

弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员正在开发一种绿色激光选区激光熔化(SLM)系统,用于纯铜或铜合金的3D打印。该项目被命名为“绿色SLM”。SLM 3D打印适用于铝、钢、钛及其他合金的打印,但不适用于铜,因为铜会使激光发生偏转,而不是受热熔化。

相比于波长1μm的激光,铜更容易吸收波长515nm激光,因此采用波长515nm的绿色激光作为铜SLM 3D打印能源,可以降低对激光能量的需求,同时提供聚焦精度。如果弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员开发出用于SLM 3D打印机的绿色激光,便有望实现铜材料高效打印。研究人员表示:“我们希望获得更均匀的熔池动力学,以提高铜材料打印件的密度与精度。”

如果“绿色SLM”项目取得成功,研究人员希望可以用于打印具有复杂形状、中空结构或底切的铜质零部件。潜在的铜产品包括首饰、热交换器和散热器,以及复杂的电气部件,例如用于感应热处理的电感器,生产数量少、结构复杂,非常适合使用3D打印制造。(北方科技信息研究所)

蒂森克虏伯开设3D打印中心

蒂森克虏伯集团日前在德国米尔海姆市开设了一家3D打印技术中心。该中心所有产品的设计和制造均在数字平台上进行,可对金属、塑料等原材料进行定制化加工,在供应链和附加价值上都具有显着优势,将有效地惠及客戶和生态环境。

蒂森克虏伯在较短时间内开发了3D打印技术工业应用的潜力,让身处机械工程、航空航天、造船与汽车等市场的客户都能从这一技术中获益。早在2015年上半年,蒂森克虏伯成立了一个跨部门的增材制造项目组,凭借成员在零部件设计、选材与工艺开发等方面深厚的专业知识,项目组实现了3D打印技术非凡的功能性提升,挖掘了其工业应用的潜力。目前,项目组正在为几种采用3D打印技术制造的产品申请专利。

蒂森克虏伯的3D打印中心力求在产品与技术方面实现突破,为此必须将来自不同业务领域的技术积累结合得更加紧密,并且积极关注具有工业潜力的项目。接下来的3年,技术中心将由集团的中央研发部门执掌,随后,并入材料服务业务领域。而3D打印为集团开启了全新的可能。(中国有色金属报)

泰勒斯集团在摩洛哥启动新的金属3D打印研发中心

法国泰勒斯集团最近在摩洛哥的卡萨布兰卡建立了一个新的工业研发中心。该中心将重点提高该地区金属3D打印的能力,使本地和更远的地区受益。

泰勒斯集团专注于3D打印等尖端技术,在航空航天和国防工业具有重要影响力。这一最新举动将进一步扩大该公司的全球业务,同时支持摩洛哥发展航空航天领域。航空航天业务在2016年占泰勒斯集团收入的40%左右,共达到160亿欧元。

摩洛哥王国正在支持一项被称为“2014-2020年工业加速计划”的倡议。该计划涉及大量泰勒集团与其他当地技术供应商和制造商,旨在开发国家创新型技术生态系统,对制造业产生重大影响。

泰勒斯公司总共为该中心投资2 500万欧元。由于3D打印零部件大幅提升制造效率,提高材料质量,金属3D打印被证明是非常有价值。(工业和信息化部)

铝基块体非晶材料研究取得新进展

近年来,中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室非平衡金属材料研究部王建强研究员课题组与美国约翰霍普金斯大学马恩教授合作,在铝(Al)基金属玻璃的结构及玻璃形成能力等方面进行了多年的研究探索。在过渡金属(Al-TM)-稀土(RE)为基础的三元合金系中,分别以TM和RE作为溶质中心的原子团簇结构,通过团簇致密堆垛结构的耦合进行了合金的成分设计,在AlNi-Co-Y-La五元合金体系中获得了1mm直径的铝基金属玻璃棒材〔铝含量达86%(原子百分数)〕。这是国际上首次报道通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料,引起了国内外研究人员的广泛关注(迄今引用超过150次)。在此基础上,近来从成分设计与制备工艺两方面着手,进一步提升其玻璃形成能力。(中国科学院金属研究所)

合肥研究院钙钛矿结构磁性及磁电效应研究取得进展

近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所功能材料研究室尹利华等研究人员在钙钛矿结构Cr基氧化物的磁性及磁电效应等方面的研究获得新进展,相关结果发表在Applied Physics Letters等期刊上。

具有简单钙钛矿结构的RCrO3(R=稀土元素)及Fe掺杂体系具有很强的磁电效应,还表现出较大的磁热效应及温度诱导的磁矩翻转等现象。但是,其微观机理尚不明确,甚至该体系中观察到的磁电效应是否为本征属性仍存在争议。合肥研究院固体所研究人员对一系列Fe掺杂的RFe0.5Cr0.5O3(R=Y,Sm,Nd,Dy,Gd等)多晶、RCrO3(R=Gd,Tb,Dy,Er,Nd等)及其掺杂体系单晶的磁电效应进行了系统研究。

研究发现,Fe掺杂的RFe0.5Cr0.5O3(R=Y,Sm,Nd,Dy,Gd等)体系,除了具有巨磁热效应、温度诱导的磁矩翻转、只改变外加磁场大小而无需改变磁场方向的磁矩翻转等现象外,在室温以下还表现出两个相继发生的介电弛豫行为。

为了进一步深入研究RCrO3体系的磁电效应及温度诱导的磁矩翻转等现象的微观机理,研究人员生长了RCrO3(R=Gd,Tb,Dy,Er,Nd等)及其摻杂体系的单晶样品。通过对其磁性和磁电效应等进行深入研究发现,该体系的磁学性能因稀土元素R的变化存在很大差异,但在低温下都具有较强的本征磁电耦合效应。(中科院合肥物质科学研究院)

中南大学研发出耐3000℃烧蚀的新材料

近日,中南大学粉末冶金国家实验室黄伯云院士团队通过大量实验,开发了一种新型的耐3000℃烧蚀的陶瓷涂层及其复合材料,这一发现有可能为高超声速飞行器的研制铺平道路。

中南大学粉末冶金研究院熊翔教授说,高超声速飞行意味着其飞行速度等于或大于5倍声速,即至少6 120km/h。在如此高的速度下,2h内便可完成从北京到纽约的飞行旅程,但前提是飞行器的关键结构部件能够承受住剧烈的空气摩擦和高达2 000~3 000℃的热气流冲击而不被破坏。中南大学新发现的超高温陶瓷涂层及其复合材料可为上述部件提供较好的保护。

这种陶瓷是一种多元含硼单相碳化物,具有稳定的碳化物晶体结构,由锆(Zr)、钛(Ti)、碳(C)和硼(B)4种元素组成。研发团队采用熔渗工艺将多元陶瓷相引入到多孔炭/炭复合材料中,进而获得一种非常有潜力的新型Zr-Ti-C-B陶瓷涂层改性的炭/炭复合材料。

由于这种超高温陶瓷兼具了碳化物的高温适应性和硼化物的抗氧化特性,使上述涂层和复合材料表现出优越的抗烧蚀性能和抗热震性能,是高超声速飞行器关键部件极具前途的候选材料。(中国有色金属报)

蔚来汽车与江淮汽车合作打造国内首辆自主全铝车

蔚来汽车李斌近期称,将与江淮汽车合作深入,双方在安徽合肥共建的世界级工厂已封顶。首款合作车型为7座纯电动大SUV“ES8”,是国内第一辆完全自主全铝车。ES8预计今年年底上市,综合工况续航355km,60码等速续航里程为500km。(中国有色金属报)

宁波新福钛液浓缩节能技术国内领先

国家化工行业生产力促进中心钛白分中心对宁波新福钛白粉有限公司钛液浓缩岗位运行的MVR浓缩装置进行了评审,专家一致认为,该技术在硫酸法钛白粉生产工艺的钛液浓缩中应用属国内首例,技术水平达到国内领先。

MVR技术是国家大力鼓励支持的节能环保技术。宁波新福的MVR钛液浓缩装置是国内第一家在硫酸法钛白粉生产线上连续运行的装置。经过3个月的连续生产运行,工艺技术参数全部达到设计要求。装置的设计理念先进,运行稳定可靠。

国内现有硫酸法钛白粉生产线中,钛液的浓缩是耗能比较大的一个操作单元。浓缩前钛液TiO2最低的在145g/L,较高的则能达到175g/L;对于水解(颜料级产品),不同工艺所需求的TiO2最低的190g/L,较高的则有240g/L。因此,几乎每个工厂的生产成本项里,浓缩工序的蒸汽消耗都是比较大的。在早期单效薄膜蒸发应用时,该工序吨产品超过了1.2t蒸汽;双效和多效蒸发出现以后,平均每吨产品在该工序需要0.6~1t左右的蒸汽。

目前我国的硫酸法钛白粉生产技术中,钛液浓缩工艺有单效浓缩、双效(或多效)浓缩、热泵浓缩3种,以上浓缩工艺无一例外均消耗较多蒸汽和大量冷却水。MVR浓缩技术蒸发时不用外来蒸汽,把二次蒸汽压缩后再利用;也不需要工艺冷却水,仅仅是设备的冷却需要极少量冷却水。该工艺是对传统钛液蒸发技术的一次根本变革,是硫酸法钛白粉技术进步中的一项开拓性技术成果,完全可以代替现有以蒸汽为蒸发热源的浓缩方法。(中国有色金属报)

横店东磁研发出不添加镧、钴的永磁铁氧体

日前,横店东磁在不添加镧(La)、钴(Co)的前提下,制备出高性能永磁材料。目前行业内制备高性能永磁铁氧体均采用镧、钴联合替代的方式来实现,而镧为稀土元素,储量较少,价格昂贵;钴是稀有金属,号称“工业味精”,主产地在刚果、澳大利亚及巴西,中国产量较少。近年来,随着锂电材料用钴量持续增长,钴的价格猛涨,使得钴在高性能铁氧体材料生产中的成本占比越来越高。

东磁实施的《超细晶铁氧体永磁材料研究及产业化》项目,就是通过调整材料的晶粒尺寸及晶粒形貌,在不添加镧、钴的条件下,制备出高性能的永磁材料。

该项目从2016年8月进入前期准备,已在前期实施阶段完成了配方调整、原料筛选和预烧工艺改进等工作,确定了材料的最佳配方;通过调整预烧工艺等,获得了超细晶粒的铁氧体材料,材料的实验室性能基本达到了预期目标;同时取得了一定的理论成果,发表SCI论文2篇,申请发明专利1项。今年,该项目被列入浙江省科技重点研发计划,得到了财政科技经费的支持。

该项目的实施,将为研发高性能超细晶烧结铁氧体永磁材料制备新技术开拓出一条新途径,不仅可以降低铁氧体永磁材料的生产成本,促进我国镧、钴等稀有金属资源的合理利用,还将丰富超细晶铁氧体永磁材料及相关研究领域的基础理论,创造较大的学术价值。(工业和信息化部)

太原磬泓机电:热轧钛合金无缝管研制成功并销往海外

太原磬泓机电设备有限公司(以下简称“太原磬泓”)与中国工程院院士王国栋研发的热轧钛合金无缝管生产技术,已被列为钛合金无缝管柔性智造示范项目,即将在该试验区投产建设。

王国栋介绍,太原市的热轧钛合金无缝管生产技术已达世界先进水平,打破了发达国家技术垄断,填补了国内技术空白。长期以来,我国仅有的几家钛合金生产企业生产管径有限,很难满足市场需求。而进口钛合金无缝管价格高达120万元/t。

2014年起,“太原磬泓”的研发团隊在东北大学轧制技术国家重点实验室王国栋院士团队的指导下,采用院士团队的控温控轧及智能控制技术成果,经过3年研发,研制出了国内首套热轧钛合金无缝管生产装备及生产工艺。

这项自主知识产权的技术解决了国内钛合金无缝管热轧成型的行业难题,突破了发达国家对热轧钛合金无缝管生产技术的封锁,打破了其技术垄断,填补了国内技术空白,提高了生产效率,降低了生产成本。(中国有色金属报)

甘肃将打造新材料研发和产业化基地

近日,甘肃省工信委、发改委、科技厅、国资委联合制定了《甘肃省新材料产业发展专项行动方案》(下称《方案》)。到2020年,新材料产业规模化、集聚化发展态势基本形成,初步形成镍钴新材料、铜铝新材料、记忆合金材料等16个特色鲜明、产业链完善、引领带动作用强的省级以上新材料研发和产业化基地,推动新材料产业创新聚集发展。

根据《方案》,到2020年,新材料企业研发经费内部支出占主营业务收入比重达到3%左右,知识产权创造与运用能力明显提升,企业创新环境进一步优化。培育5个左右省级新材料制造业创新中心,50家省级以上企业技术中心,创建10个左右以新材料企业为主导的产业技术创新联盟。

支持金川公司加快构建镍钴新材料“生产企业+研究机构+制造企业+下游用户”科技创新联盟,打造国内最大的镍钴新材料深加工和国内有一定竞争力的电池材料国家产业中心。

重点打造酒嘉冶金有色和化工新材料产业基地,支持酒钢集团铝业板块重点提升品种质量,加快建设绿色短流程铸轧铝深加工项目,力争2018年8月全部投产,填补省内产品空白。依托兰州石化产业基地、兰州新区石化产业园、兰州高新技术开发区、西北永新化工产业园、兰州金川科技园、白银高新技术开发区等产业集中区,打造有色金属、石化、电池、稀土、凹凸棒新材料产业基地。(兰州晚报)

苏州高新区打造金属3D打印产业基地

9月1日,苏州高新区管委会与苏州三峰激光科技有限公司、苏州倍丰激光科技有限公司签署战略合作协议,2家公司将正式迁移至苏州高新区,开展3D打印核心技术研发和产业化,共建“金属3D打印及装备研发中心”。

苏州三峰激光科技有限公司和苏州倍丰激光科技有限公司,是专业从事金属3D打印设备的研发、制造、销售和3D打印EPC平台等业务的科技型企业,其法人代表吴鑫华现任澳大利亚莫纳什大学增材制造中心主任、澳大利亚技术科学与工程院院士,是世界知名的金属3D打印、飞机发动机和飞机材料及产品加工专家。

据了解,通过政策支持和环境营造,两公司将充分发挥科研积累、产业背景和团队及技术优势,开展金属3D打印产业链相关软硬件和制造工艺的研发,建立金属3D打印及装备研发中心和产业技术服务平台,打造国内重要的3D打印研发和产业化基地。(新华日报)

赤峰敖包吐银铅锌多金属矿年采选30万t项目建成投产

近日,内蒙古坤宏矿业开发有限责任公司赤峰阿鲁科尔沁旗敖包吐银铅锌多金属矿年采选30万t项目已建成投产。

敖包吐银铅锌多金属矿总投资3.5亿元,目前探明矿石储量为729.83万t,铅金属量为12.9万t,锌金属量为21.54万t,银金属量为456.4t。现已初步形成了年采选30万t矿石的生产经营规模,年产值2.1亿元,上缴税收4 000万元左右,解决220多个就业岗位。(赤峰日报)

猜你喜欢

材料
大班美工区材料投放策略的实践与探索
可爱的小乌龟
可爱的小瓢虫
DIY手工风铃
材料
如“黑洞”般神奇的超黑材料
摇摇鹅
章鱼
热闹的小蜜蜂
赠送折纸材料