„Regele elasticității” printre aliajele de cupru - aliajul de cupru beriliu
Beriliul este un metal sensibil care este de mare îngrijorare pentru marile puteri militare din lume. După mai bine de 50 de ani de dezvoltare independentă, industria beriliului din țara mea a format practic un sistem industrial complet. În industria beriliului, beriliul metalic este cel mai puțin folosit, dar este cel mai important. Are aplicații cheie în domeniile apărării naționale, aerospațiale și energie nucleară strategică. Este o resursă strategică și critică legată de securitatea națională; are cea mai mare utilizare și cotă de piață. Cea mai mare cantitate totală este aliajul de cupru beriliu, care este utilizat pe scară largă în domeniile industriale. Statele Unite impun un embargo asupra aliajelor principale de beriliu pur și beriliu-cupru din China. Aliajul de cupru beriliu este un material elastic din aliaj neferoase cu proprietăți cuprinzătoare excelente. Este numit „Regele Elasticității” și are rezistență ridicată, duritate ridicată, rezistență la coroziune, conductivitate electrică ridicată, conductivitate termică ridicată, rezistență la oboseală, rezistență la coroziune și elasticitate. Are proprietăți excelente, cum ar fi histerezis mic, nemagnetic și fără scântei în timpul impactului. Prin urmare, principala aplicație a beriliului este aliajul de cupru beriliu. Se estimează că 65% din beriliul de pe piață există sub formă de aliaj de cupru beriliu.
1. Prezentare generală a industriei străine de beriliu
În prezent, doar Statele Unite ale Americii, Kazahstan și China au sisteme industriale complete de beriliu la scară industrială, de la exploatarea minereului de beriliu, metalurgia de extracție la metalul beriliu și prelucrarea aliajelor. Dimensiunea industriei de beriliu din Statele Unite este cea mai mare din lume, reprezentând nivelul mondial de tehnologie de producție a beriliului. Are un avantaj absolut în industria mondială a beriliului și se află într-o poziție de lider și dominantă. Statele Unite controlează comerțul global din industria beriliului prin furnizarea de materii prime de beriliu, materiale semiprocesate și produse finite multor producători de produse din beriliu din lume, inclusiv în Statele Unite și în străinătate. Japonia este limitată de lipsa resurselor de minereu de beriliu și nu are capabilități complete ale lanțului industrial. Cu toate acestea, are tehnologie avansată în prelucrarea secundară și joacă un rol important în industria globală a beriliului.
American Materion Corporation (fostă Brush Wellman) este singurul producător integrat complet din lume care poate produce toate produsele din beriliu. Există două filiale principale. O filială produce aliaj de beriliu, plăci din aliaj de beriliu cupru, benzi, fire, tuburi, tije etc. în domeniul industrial; celălalt se concentrează pe aplicații de înaltă precizie, cum ar fi apărarea națională, iar producția sa include gradul de puritate nucleară, gradul structural și gradul de instrumente. și materiale de beriliu de calitate optică, precum și aliaje de beriliu-aluminiu de mare valoare utilizate în aplicații aerospațiale. Nippon NGK Corporation este al doilea cel mai mare producător de cupru beriliu din lume, cunoscut anterior ca NGK Metal Corporation. A început să producă aliaj de cupru beriliu în 1958 și este o subsidiară deținută în totalitate de Nippon Insulator Co., Ltd. (Nippon Gaishi). În 1986, Nippon Insulator Co., Ltd. a achiziționat divizia de cupru beriliu a companiei American Cabot și și-a schimbat numele în NGK Corporation, formând astfel o situație de a concura cu American Materion Company în domeniul cuprului de beriliu. Gengko Metals este cel mai mare importator mondial de oxid de beriliu (principalele surse de import sunt Materion Corporation din Statele Unite și Urba Metallurgical Plant din Kazahstan). Capacitatea actuală de producție anuală a NGK este estimată la peste 6,000 tone de cupru beriliu. Uzina metalurgică Ulba a fost singura fabrică de topire și procesare a beriliului din fosta Uniune Sovietică și acum aparține Kazahstanului. Înainte de prăbușirea Uniunii Sovietice, producția de beriliu la Uzina Metalurgică Ulba era extrem de confidențială și se știa puțin despre aceasta. În 2000, Uzina Metalurgică Urba a primit o investiție de 25 de milioane USD de la compania americană Materion. Materion a oferit finanțare pentru producția de beriliu în primii doi ani ai Uzinei Metalurgice Urba, și-a actualizat echipamentele și a oferit în schimb câteva tehnologii noi. Uzina Metalurgică Urba furnizează exclusiv produse din beriliu către Materion, inclusiv lingouri metalice de beriliu și aliajul principal de cupru beriliu (disponibil până în 2012). În 2005, Uzina Metalurgică Urba a finalizat acest plan de investiții pe cinci ani. Capacitatea anuală de producție a Uzinei Metalurgice Urba este de 170-190 tone de produse din beriliu, iar capacitatea anuală de producție a aliajului principal de cupru beriliu este de 3,000 tone. Capacitatea anuală de producție a produselor ajunge la 1.000 de tone. Urba Metallurgical Plant a investit și a stabilit o filială deținută în totalitate în Shanghai, China: Urba Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd., care este responsabilă pentru importul, exportul, reexportul și vânzările produselor din beriliu ale companiei în China, Asia de Est, Asia de Sud-Est și alte regiuni. După ani de dezvoltare, Wuzhong Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd. a devenit unul dintre cei mai importanți furnizori de aliaje de cupru cu beriliu din China, Asia de Est și Asia de Sud-Est. În China continentală, a ocupat mai mult de 70% din cota de piață la vârf.
2. Prezentare generală a industriei beriliului din China
După zeci de ani de dezvoltare, industria beriliului din China a format un sistem industrial complet de la extracția minereului, extracția și metalurgia până la prelucrarea metalului beriliu și a aliajelor. Principalele produse de piață distribuite în prezent în lanțul industriei de beriliu includ: compuși de beriliu, beriliu metalic, aliaje de beriliu, ceramică cu oxid de beriliu și materiale compozite metalice pe bază de beriliu. Întreprinderile majore includ întreprinderi de stat, cum ar fi Oriental Tantalum și Minmetals Beryllium, precum și întreprinderi private mai mici. În 2018, China a produs 50 de tone de beriliu pur. Statele Unite au interzis din China metalul beriliu și aliajul principal de cupru beriliu. Beriliul metalic este cel mai puțin folosit, dar cel mai important în lanțul industrial. Beriliul metalic este utilizat în principal în domeniile apărării naționale, aerospațiale și resurse strategice. Cea mai critică aplicație de apărare națională este în rachetele nucleare strategice. În plus, include și părți ale cadrului de satelit și părți structurale, oglinzi de satelit, duze pentru rachete, giroscoape și componente de navigație și control al armelor, ambalaje electronice, sisteme de comunicație de date și oglinzi laser de mare putere; beriliul metalic de calitate nucleară este, de asemenea, utilizat Reactoarele nucleare de fisiune și fuziune de cercetare/experimentale. Cea mai mare utilizare în lanțul industrial este aliajul de cupru beriliu. Conform statisticilor, mai mult de 80% din hidroxid de beriliu este folosit pentru a produce aliajul principal de cupru beriliu (conținut de beriliu 4%). Aliajul principal este diluat cu cupru pur pentru a produce aliaje de beriliu-cupru cu diferite componente cu un conținut de beriliu de 0,1 ~ 2%, inclusiv diferite tipuri de profile din aliaj de beriliu-cupru (tije, benzi, plăci, fire și țevi). Întreprinderi de finisare Aceste profile sunt utilizate pentru prelucrarea componentelor utilizate în electronice de larg consum și în alte domenii industriale. Producția de aliaj de beriliu-cupru este în general împărțită în două părți: în amonte și în aval. În amonte este exploatarea minereului, extracția și topirea în aliajul principal de beriliu-cupru care conține beriliu (conținutul de beriliu este în general de 4%); în aval este utilizarea aliajului principal de beriliu-cupru ca aditiv, adăugând cupru. Este în continuare topit și prelucrat în profile din aliaj de cupru beriliu (tuburi, benzi, tije, fire, plăci etc.). Fiecare produs din aliaj va fi subdivizat în diferite grade din cauza performanței slabe.
3. Rezumat
Pe piața aliajului principal de cupru beriliu, capacitatea de producție este concentrată în câteva companii, Statele Unite ocupând o poziție dominantă. Pragul tehnic pentru producția de aliaj de cupru beriliu este relativ ridicat, iar întreaga industrie este relativ concentrată. Fiecare marcă sau categorie subdivizată are doar câțiva furnizori sau un super producător. Din cauza deficitului de resurse și a conducerii tehnologice, Materion din Statele Unite ocupă o poziție de lider. NGK din Japonia și Uzina metalurgică Urbajin din Kazahstan au, de asemenea, capacități puternice. Întreprinderile autohtone sunt în urmă în general. Pe piața de profil de aliaj de cupru beriliu, produsele interne sunt concentrate în domeniul mid-to-low-end și există o cerere mare de înlocuire și un spațiu de preț pe piața mid-high-end. Fie că este vorba de aliaj de cupru beriliu sau profile de aliaj de cupru beriliu, companiile autohtone sunt încă în faza de recuperare. Produsele lor sunt în principal pe piața mid-to-low-end, iar prețul este adesea la jumătate sau chiar mai mic decât cel al produselor americane și japoneze. Motivul este încă limitat de stabilitatea tehnologiei și procesului de topire. Pe de o parte, aceasta înseamnă că, atunci când costurile interne de producție și de producție sunt scăzute, dacă o anumită tehnologie de topire a cuprului de beriliu este stăpânită sau integrată, este de așteptat ca produsul să intre pe piața de gama medie cu un avantaj de preț. Beriliul de înaltă puritate (99,99%) și aliajul principal de beriliu-cupru sunt materii prime cheie pe care Statele Unite le interzice să le exporte în China.
