Der „elastische ***“ unter den Kupferlegierungen – Berylliumkupferlegierung
Beryllium ist ein sensibles Metall, das den großen Militärmächten auf der Welt große Sorgen bereitet. Nach mehr als 50 Jahren unabhängiger Entwicklung hat die Berylliumindustrie meines Landes im Grunde ein vollständiges Industriesystem gebildet. In der Berylliumindustrie wird das Metall Beryllium am wenigsten verwendet, ist aber das wichtigste. Es findet wichtige Anwendungen in den Bereichen Landesverteidigung, Luft- und Raumfahrt und strategische Kernenergie. Es handelt sich um ein strategisches und kritisches Material im Zusammenhang mit der Welt. Ressourcen; Die Berylliumkupferlegierung mit der größten Verwendung und dem größten Gesamtmarktvolumen wird häufig in industriellen Bereichen eingesetzt. Die Vereinigten Staaten verhängen ein Embargo gegen reines Beryllium und Beryllium-Kupfer-Vorlegierungen aus China. Berylliumkupferlegierung ist ein elastisches Nichteisenlegierungsmaterial mit hervorragenden Gesamteigenschaften. Es wird „elastisch ***“ genannt und weist eine hohe Festigkeit, hohe Härte, Korrosionsbeständigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Es verfügt über hervorragende Eigenschaften wie eine kleine elastische Hysterese, ist nicht magnetisch und nein Funken beim Aufprall. Daher ist die Hauptanwendung von Beryllium die Berylliumkupferlegierung. Es wird geschätzt, dass 65 % des Berylliums auf dem Markt in Form einer Beryllium-Kupfer-Legierung vorliegt.
1. Überblick über die ausländische Berylliumindustrie
Derzeit verfügen nur die Vereinigten Staaten, Kasachstan und China über vollständige Beryllium-Industriesysteme im industriellen Maßstab, vom Berylliumerzabbau über die Gewinnungsmetallurgie bis hin zur Berylliummetall- und -legierungsverarbeitung. Die Größe der Berylliumindustrie in den Vereinigten Staaten ist die größte der Welt und repräsentiert das weltweite technologische Niveau der Berylliumproduktion. Es verfügt über einen absoluten Vorteil in der weltweiten Berylliumindustrie und nimmt eine führende und führende Position ein. Die Vereinigten Staaten kontrollieren den weltweiten Handel der Berylliumindustrie, indem sie Berylliumrohstoffe, halbverarbeitete Materialien und Endprodukte an viele Hersteller von Berylliumprodukten auf der ganzen Welt, einschließlich der Vereinigten Staaten und im Ausland, liefern. Japan ist durch den Mangel an Berylliumerzressourcen eingeschränkt und verfügt nicht über die volle Kapazität der Industriekette. Es verfügt jedoch über fortschrittliche Technologie in der Sekundärverarbeitung und spielt eine wichtige Rolle in der globalen Berylliumindustrie.
American Materion Corporation (ehemals Brush Wellman) ist der weltweit einzige umfassende integrierte Hersteller, der in der Lage ist, alle Berylliumprodukte herzustellen. Es gibt zwei Haupttochtergesellschaften. Eine Tochtergesellschaft produziert Platten, Bänder, Drähte, Rohre, Stäbe usw. aus Berylliumlegierungen und Berylliumkupferlegierungen im industriellen Bereich. Das andere konzentriert sich auf hochpräzise Anwendungen wie die Landesverteidigung und seine Produktion umfasst nukleare Reinheitsgrade, Strukturgrade und Instrumentengrade. und optische Berylliummaterialien sowie hochwertige Beryllium-Aluminium-Legierungen für Luft- und Raumfahrtanwendungen. NGK Corporation ist der weltweit zweitgrößte Hersteller von Berylliumkupfer, früher bekannt als NGK Metal Corporation. Das Unternehmen begann 1958 mit der Produktion von Berylliumkupferlegierungen und ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von Nippon Insulator Co., Ltd. (Nippon Gaishi). Im Jahr 1986 kaufte Nippon Insulator Co., Ltd. die Berylliumkupfer-Sparte der American Cabot Company und änderte ihren Namen in NGK Corporation, wodurch eine Wettbewerbssituation mit der American Materion Company im Bereich Berylliumkupfer geschaffen wurde. Gengko Metals ist der weltweit größte Importeur von Berylliumoxid (die Hauptimportquellen sind Materion Company aus den Vereinigten Staaten und Urba Metallurgical Plant aus Kasachstan). Die aktuelle jährliche Produktionskapazität von NGK wird auf mehr als 6.000 Tonnen Berylliumkupfer geschätzt. Das Hüttenwerk Ulba war die einzige Beryllium-Schmelz- und Verarbeitungsanlage in der ehemaligen Sowjetunion und gehört heute zu Kasachstan. Vor dem Zusammenbruch der Sowjetunion war die Berylliumproduktion im Urba Metallurgical Plant streng vertraulich und es war wenig darüber bekannt. Im Jahr 2000 erhielt das Urba Metallurgical Plant eine Investition von 25 Millionen US-Dollar vom amerikanischen Unternehmen Materion. Materion stellte in den ersten zwei Jahren Finanzmittel für die Berylliumproduktion des Urba Metallurgical Plant bereit, modernisierte seine Ausrüstung und stellte im Gegenzug einige neue Technologien zur Verfügung. Das Urba Metallurgical Plant beliefert Materion mit Berylliumprodukten, darunter hauptsächlich metallische Berylliumbarren und Berylliumkupfer-Vorlegierungen (Lieferzeitraum bis 2012). Im Jahr 2005 schloss das Urba Metallurgical Plant diesen fünfjährigen Investitionsplan ab. Die jährliche Produktionskapazität des Urba Metallurgical Plant beträgt 170-190 Tonnen Berylliumprodukte und die jährliche Produktionskapazität von Beryllium-Kupfer-Vorlegierungen beträgt 3.000 Tonnen. Die jährliche Produktionskapazität der Produkte erreicht 1.000 Tonnen. Urba Metallurgical Plant investierte in Shanghai, China, und gründete eine hundertprozentige Tochtergesellschaft: Urba Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd., die für den Import, Export, Reexport und Verkauf der Berylliumprodukte des Unternehmens in verantwortlich ist China, Ostasien, Südostasien und andere Regionen. Nach Jahren der Entwicklung hat sich Wuzhong Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd. zu einem der wichtigsten Lieferanten von Berylliumkupfer-Vorlegierungen in China, Ostasien und Südostasien entwickelt. Auf dem chinesischen Festland hatte es zu Spitzenzeiten mehr als 70 % des Marktanteils inne.
2. Überblick über Chinas Berylliumindustrie
Nach jahrzehntelanger Entwicklung hat Chinas Berylliumindustrie ein komplettes Industriesystem gebildet, das vom Erzabbau über die Gewinnung und Metallurgie bis hin zur Verarbeitung von Berylliummetall und -legierungen reicht. Zu den wichtigsten Marktprodukten, die derzeit in der Beryllium-Industriekette vertrieben werden, gehören: Berylliumverbindungen, metallisches Beryllium, Berylliumlegierungen, Berylliumoxidkeramik und Verbundwerkstoffe auf der Basis von metallischem Beryllium. Zu den großen Unternehmen zählen staatliche Unternehmen wie Oriental Tantalum und Minmetals Beryllium sowie kleinere private Unternehmen. Im Jahr 2018 produzierte China 50 Tonnen reines Beryllium. Die Vereinigten Staaten haben das Metall Beryllium und die Vorlegierung aus Berylliumkupfer aus China verboten. Das kleinste, aber wichtigste Material, das in der Industriekette verwendet wird, ist Berylliummetall. Metallisches Beryllium wird hauptsächlich in den Bereichen Landesverteidigung, Luft- und Raumfahrt und strategische Ressourcen eingesetzt. Die wichtigste nationale Verteidigungsanwendung sind strategische Nuklearraketen. Darüber hinaus umfasst es auch Satellitenrahmenteile und Strukturteile, Satellitenspiegel, Raketendüsen, Gyroskope sowie Navigations- und Waffenkontrollkomponenten, elektronische Verpackungen, Datenkommunikationssysteme und Hochleistungslaserspiegel; Das Metall Beryllium in Kernqualität wird auch in Forschungs-/experimentellen Kernspaltungs- und Fusionsreaktoren verwendet. Die größte Verwendung in der Industriekette ist Berylliumkupferlegierung. Laut Statistik werden mehr als 80 % Berylliumhydroxid zur Herstellung einer Beryllium-Kupfer-Vorlegierung verwendet (Berylliumgehalt 4 %). Die Vorlegierung wird mit reinem Kupfer verdünnt, um Beryllium-Kupfer-Legierungen mit verschiedenen Komponenten mit einem Berylliumgehalt von 0,1–2 % herzustellen, darunter verschiedene Arten von Beryllium-Kupfer-Legierungsprofilen (Stäbe, Bänder, Platten, Drähte und Rohre). Veredelungsbetriebe Diese Profile werden zur Bearbeitung von Bauteilen für die Unterhaltungselektronik und andere Industriebereiche eingesetzt. Die Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen gliedert sich im Allgemeinen in zwei Teile: Upstream und Downstream. Der vorgelagerte Bereich ist der Erzabbau, die Gewinnung und das Schmelzen zu einer berylliumhaltigen Beryllium-Kupfer-Vorlegierung (der Berylliumgehalt beträgt im Allgemeinen 4 %); Der nachgelagerte Schritt ist die Verwendung einer Beryllium-Kupfer-Vorlegierung als Zusatzstoff, bei der Kupfer hinzugefügt wird. Es wird weiter geschmolzen und zu Profilen aus Beryllium-Kupfer-Legierung (Rohre, Bänder, Stäbe, Drähte, Platten usw.) verarbeitet. Jedes Legierungsprodukt wird aufgrund schlechter Leistung in verschiedene Qualitäten unterteilt.
2. Zusammenfassung
Auf dem Markt für Beryllium-Kupfer-Vorlegierungen ist die Produktionskapazität auf wenige Unternehmen konzentriert, wobei die Vereinigten Staaten eine beherrschende Stellung einnehmen. Der technische Schwellenwert für die Herstellung von Berylliumkupferlegierungen ist relativ hoch und die gesamte Industrie ist relativ konzentriert. Jede unterteilte Marke oder Kategorie hat nur wenige Lieferanten oder einen Superhersteller. Aufgrund der Ressourcenknappheit und des Mangels an Technologie nimmt Materion aus den USA eine Spitzenposition ein. Japans NGK und das kasachische Metallurgiewerk Urbajin verfügen ebenfalls über eine starke Stärke, und inländische Unternehmen hinken hinterher. Auf dem Markt für Berylliumkupferlegierungsprofile konzentrieren sich die inländischen Produkte auf das mittlere bis untere Preissegment, und im mittleren bis oberen Preissegment gibt es eine große Substitutionsnachfrage und einen großen Preisspielraum. Ob Beryllium-Kupfer-Vorlegierung oder Beryllium-Kupfer-Legierungsprofile: Inländische Unternehmen befinden sich noch in der Aufholphase. Ihre Produkte sind hauptsächlich im mittleren bis unteren Preissegment angesiedelt und der Preis ist oft halb so hoch oder sogar niedriger als der amerikanischer und japanischer Produkte. Der Grund liegt immer noch in der Stabilität der Schmelztechnologie und -prozesse. Dies bedeutet einerseits, dass bei niedrigen inländischen Produktions- und Herstellungskosten und der Beherrschung oder Integration bestimmter Berylliumkupfer-Schmelztechnologien erwartet wird, dass das Produkt mit einem Preisvorteil in den Mittelklassemarkt gelangt. Hochreines Beryllium (99,99 %) und Beryllium-Kupfer-Vorlegierungen sind wichtige Rohstoffe, deren Export nach China die USA verbieten.
