懸浮冶金技術(shù)目前更多的服務(wù)于高等院校、國防與航空航天等研究單位,用于熔煉其他冶金技術(shù)無法熔煉的金屬材料。
近日,《中國企業(yè)報》記者在深圳市賽邁特懸浮科技有限公司(以下簡稱賽邁特)見到了這種新材料制備技術(shù)——懸浮冶金技術(shù)。

賽邁特懸浮冶金設(shè)備
一張訂單的啟發(fā)
賽邁特的懸浮冶金技術(shù)之路始于一張軍工訂單。
據(jù)賽邁特副總經(jīng)理、工程師陳貴生回憶,在本世紀(jì)初,賽邁特接受了一份軍工訂單——制備聲吶用尖端材料。當(dāng)時,用各種先進(jìn)制備工藝都無法使材料達(dá)到技術(shù)要求,直到采用了懸浮熔煉技術(shù)。正是受到完成訂單的啟發(fā)、看到懸浮冶金技術(shù)對于先進(jìn)材料有廣泛的應(yīng)用前景,賽邁特投入了巨大的力量開發(fā)這種先進(jìn)技術(shù)。
高熔點(diǎn)金屬在完全真空懸浮狀態(tài)下熔化,再加上電磁力的攪拌可制備出純度高于4N、5N(N表示純度,例如,當(dāng)量試劑4N、5N:主成分含量分別為99.99%、99.999%以上)的高純金屬、合金。
懸浮冶金技術(shù)全稱為真空電磁懸浮熔煉技術(shù),這是當(dāng)代最先進(jìn)的材料制備技術(shù),用于制備國防和高科技產(chǎn)業(yè)急需的主要材料。在懸浮冶金技術(shù)出現(xiàn)之前,由于軍工需要,美國曾用“宇宙冶金”,即在航天飛行器中特定的環(huán)境里熔煉金屬,我國天空二號也在宇宙環(huán)境下進(jìn)行了材料熔煉試驗(yàn)。
懸浮冶金技術(shù)同傳統(tǒng)的冶煉工藝相比,具有許多優(yōu)勢。傳統(tǒng)的材料制備技術(shù)無法避免金屬溶液與熔煉坩堝的接觸,也就無法保證所制備材料的高純度。而懸浮冶金技術(shù)是將金屬原材料放置于特殊結(jié)構(gòu)的坩堝內(nèi),利用電磁感應(yīng)技術(shù)使金屬完全懸浮起來并熔化,金屬液不與坩堝接觸,避免了坩堝材料的污染。這樣所制備的材料純度更高,而且,由于金屬液受電磁力的強(qiáng)烈攪拌,材料成分分布更均勻。
另外,懸浮冶金技術(shù)還可降低生產(chǎn)成本。懸浮冶金設(shè)備對原材料的形狀無太大要求,不規(guī)則的原料甚至廢料均可作為原材料直接進(jìn)行熔煉,這樣就大大降低了生產(chǎn)成本!坝形墨I(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,傳統(tǒng)的自耗電極熔煉設(shè)備與精密鑄造技術(shù)的結(jié)合,所花費(fèi)的成本是懸浮冶金設(shè)備與精密鑄造技術(shù)結(jié)合的2倍!标愘F生表示。
日本和中國臺灣的鈦合金企業(yè)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)備對比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:用懸浮熔煉設(shè)備生產(chǎn)鈦和鈦合金精密鑄造元件的生產(chǎn)成本僅為電弧凝殼爐的五分之二,是最理想的技術(shù)。
據(jù)了解,目前國外懸浮冶金技術(shù)相對成熟,比如美國的Consarc公司與德國的ALD公司。
陳貴生還介紹說,國外的懸浮冶金技術(shù)優(yōu)勢在于:首先,熔煉規(guī)格比較大,達(dá)100公斤以上;其次,與其他技術(shù)結(jié)合更成熟,比如區(qū)熔提純技術(shù)、霧化制粉技術(shù)等。懸浮冶金技術(shù)在國內(nèi)起步較晚,但是賽邁特一直在向國際最高水平拼搏努力。賽邁特的設(shè)備規(guī)格從過去的幾十克擴(kuò)展到了50公斤,至于熔煉溫度方面已經(jīng)超過了3600℃,高于國際水平。
在懸浮冶金技術(shù)中,將懸浮熔煉的冷坩堝技術(shù)與連續(xù)拉錠和定向凝固技術(shù)相結(jié)合可以高效率地實(shí)現(xiàn)金屬鈦的提純,生產(chǎn)高純金屬鈦。賽邁特已經(jīng)成功地用這種技術(shù)制備了直徑30mm和40mm的鈦棒,目前正在開發(fā)制備直徑120mm的鈦棒技術(shù)。

美國客戶來公司考察
驕人業(yè)績源于敢投入、肯探索
對于懸浮冶金技術(shù)的用途,陳貴生表示:“懸浮冶金技術(shù)并不是單單為了提高新材料的產(chǎn)量,它更多的是服務(wù)于高等院校、國防與航空航天等研究單位,用于熔煉其他冶金技術(shù)無法熔煉的金屬材料!
賽邁特為超過30個單位提供服務(wù),這些單位均為國內(nèi)外頂級的研究院所和著名的高等院校。如中國工程物理研究院、中國核動力研究院、中科院合肥物質(zhì)院、中科院寧波材料院、北京有色金屬總院、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國航空航天大學(xué)和美國的TOSOH SMD等等。其中,全球最大的靶材公司之一——美國公司TOSOH SMD在交貨驗(yàn)收時,用戶給予賽邁特的評價是“大拇指”和“wonderful”!
賽邁特自2013年開始承接懸浮冶金設(shè)備的訂單,三年多簽訂了20項(xiàng)合同,總金額超過3000萬元。
取得如此驕人的業(yè)績源于公司敢投入、團(tuán)隊(duì)肯探索。長期以來,賽邁特一直專注于懸浮冶金技術(shù)的鉆研與探索。賽邁特建立了高水平的技術(shù)隊(duì)伍,研發(fā)成員經(jīng)驗(yàn)豐富,包括中國工程院院士周廉,國務(wù)院政府津貼獲得者李碚,“教授級高級工程師”徐捷平,中南大學(xué)畢業(yè)生張森。國內(nèi)外專家一致評價,在懸浮冶金領(lǐng)域,賽邁特的技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的水平,某些重要指標(biāo)高于國外的水平。