骨松质

注册

 

发新话题 回复该主题

国产合金能扛百万次调焦钛铜技术突破垄断, [复制链接]

1#

无论能看见,还是不能看见的地方,如今,国产制造已经无处不在。

智能手机时代来临,一些曾经并“不起眼”的小物件,各个都能牵动产业链的脉搏。然而,受限于技术专利、硬件设备,很多产品我国只能高价从国外购买,其中,就包括我们今天的主角——用于手机摄像头音圈马达弹片中的钛青铜材料。

钛青铜,看着很平凡,却在手机摄像头上发挥了关键作用,它能解决智能摄像抓拍变焦问题,让图像更清晰。

然而,这款材料的技术长期受制于日本企业,因为万次调焦要求,对部件材料的屈服强度和弹性极限提出了极致要求,这进一步阻碍了我国手机摄像头产业的全面自主。不过,来自宁波的博威合金(.SH)改变了这一局面。

据了解,目前博威合金的钛青铜材料,依托0年经验积累,借助数字化研发平台,团队突破了技术壁垒,攻克了制备过程中的难点,通过应用端验证,实现了钛铜的自主创新,为下游相关产业链提供了可靠保障。

正是凭借这一科研成果,博威合金以“中国智造先行者”之姿,两度登上央视财经频道,获得央媒盛赞。

引来央视两度点赞,博威合金是怎么做到的呢?

一、钛青铜的重要性

音圈电机(VCM),是当前手机摄像头制造领域,应用广泛的自动对焦功能模组。就运行原理来说,VCM和传统结构的电喇叭很相似,都是通过将电流转化为磁场强度,进而驱动弹片进行精准的XYZ三轴运动,完成对物体的自动对焦。

可以说,弹片在VCM里非常关键。摄像头能否快速精准地提取中心图像、摄像头聚焦功能是否长期稳定,全部取决于弹片的精密程度和对反复调焦的耐受能力。

在钛青铜材料诞生前,承担摄像头弹性元件材料构成的主要是铍青铜。铍青铜合金在经过热处理强化后,可具备抗火花、耐磨损、抗应力松弛等多重优势。在过去,铍青铜被广泛用于电子弹片、紧固弹簧以及半导体引线框架等产业领域。

由于铍元素在地壳中含量不足0.%,极度稀缺,以及铍合金在加工过程中的粉尘问题,铍铜对人体有毒,西方国家纷纷开始探索铍青铜的替代材料,国内也于上世纪80年代开始了钛青铜的攻关。后来,日本公司率先完成了钛青铜的早期研发工作,并开始规模化量产。

和之前广泛应用的铍青铜相比,钛青铜有哪些优点,又有哪些劣势呢?

二、钛青铜的优势与劣势

钛青铜,特指钛元素含量在%到4.5%的铜合金材料。和铍青铜相比,钛青铜具有如下两方面优势:

1、环境友好

铍铜有毒,尤其是铍进入人体后,难溶的氧化铍主要储存在肺部,可引起肺炎。可溶性的铍化合物主要储存在骨骼、肝脏、肾脏和淋巴结等处,它们可与血浆蛋白作用,生成蛋白复合物,引起脏器或组织的病变而致癌。铍从人体组织中排泄出去的速度极其缓慢。相反地,钛铜就没有这方面的困扰,材料对环境友好。

2、物理特性友好

其次,在兼备铍青铜多数物理特性的同时,钛青铜在高温下(℃以上)的导电稳定性和抗应力松弛性能,特别是本身的抗热应力性能好,抗高温软化性能好,有非常好的耐疲劳特性。因此,特别适合现阶段的精密仪器制造要求。

不过钛青铜也有其自身的劣势,比如:

1、易氧化

对比铍元素,钛在高温下的氧化特性尤为明显,因而对热处理及变形工艺的要求极其苛刻。

2、导电率低

由于钛元素的电阻率比铍元素高出11倍,在导电性能上,钛青铜也明显低于铍青铜,比如由日本公司开发的早期钛青铜,其导电率仅有10-12%IACS,是铍青铜导电率的60%,在经过十余年研发改进后,现有钛青铜的导电率可达到铍青铜的85%左右。

得益于钛的优势,实现了对铍的完美替代,但也正是由于钛的易氧化、导电率低等劣势,让钛青铜的加工成为“世界级难题”?

那么,博威合金又是如何打破外部垄断,攻克钛青铜制备难关的呢?

三、数字化科研:加速研发、高质量研发

从“民营企业”到国之重器,博威合金的成功,离不开其0多年如一日在技术研发上的深耕细作。

九十年代开始,博威就在创始人谢识才的带领下,开始了多次研发转型,并先后经历了以归纳为主的“实验试错研发”,以规律总结为主的“理论试错研发”,以信息化设备为依托的数字化研发,并初步实现了以数据分析为驱动引擎的智能化自动研发。其中,博威合金在铜合金领域早已实现了行业领先,比如在航空航天、海洋工程等多项高精尖领域的材料一度被欧美等行业巨头垄断,如今博威合金也在一一实现自主创新。

年博威有色合金数字化研发平台的正式启用,更是将铜合金技术实力向各个产业方向衍生。在接收钛青铜技术的攻关任务后,研发团队并没有盲目开展对已有实验素材的试错工作,而是依托数字化平台下的仿真模拟、数字孪生两项功能,直接利用多层次的仿真迭代,精准对接市场需求、快速优化合金成分和工艺设计。

在完成多个规范工艺的基础筛选后,博威团队继续应用数字平台下的知识谱图功能,在广泛整合已有钛青铜工艺的基础上,对自研钛青铜进行对接式改良升级。

最终,仅用两个月,博威就获得了其他企业需要十年,甚至二十年才能取得的科研成果。

四、结语

数字化与科研的融合,正在让博威合金成长为材料合金领域新的巨头企业。

根据公开财报数据显示,年前三季度博威合金实现总营收97.59亿元,实现归母净利润4.21亿元,同比增长60.56%,一定程度上反映出产品超强的盈利能力。时至今日,博威合金的业务范围,已涵盖新能源汽车、半导体、5G通信等高附加值热门领域,并与国内外知名企业达成紧密合作关系。

随着国产制造业的崛起,属于“中国智造先行者”博威合金的征程也才刚刚开始!

分享 转发
TOP
发新话题 回复该主题