El 23 de abril, en el Foro Principal de la Conferencia y Exposición de la Industria del Cobre CCIE 2025 SMM (20.ª), organizada por SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center y Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., con Jiangxi Copper Corporation y Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd. como patrocinadores principales, Shandong Humon Smelting Co., Ltd. como coorganizador especial y Xinhuang Group y Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. como coorganizadores, Tong Qingping, científico jefe y doctor en Filosofía de China Nonferrous Metal Mining (Group) Co., Ltd., analizó el estado actual del desarrollo y las tendencias de desarrollo de alta calidad de la industria de procesamiento del cobre en China.
1. Cobre y aleaciones de cobre
Propiedades del cobre
El cobre presenta una excelente conductividad eléctrica y térmica. Al añadir diferentes elementos, se pueden formar diversas aleaciones de cobre, cada una de las cuales posee propiedades superiores distintas. Por ejemplo:
• Conductividad eléctrica/térmica ← cobre puro; resistencia ← Ni, Cr, Ti, Be; resistencia a la corrosión ← Ni, Al, Sn; color ← Zn, Ni, Al; maquinabilidad ← Pb, Bi, Te; resistencia al desgaste ← Sn, Al, Ag; propiedades antibacterianas, etc.
• Pesado (alta densidad), oxidación superficial, coeficiente de expansión térmica relativamente grande y alto costo.
Tipos de productos de procesamiento del cobre: tubos de cobre, varillas/barras de cobre, alambres/filamentos/polvos de cobre, placas de cobre, tiras de cobre y láminas de cobre.
Aplicaciones del cobre y las aleaciones de cobre
Las aplicaciones enumeradas incluyen telecomunicaciones, transporte ferroviario, automoción, aeroespacial, marítimo, electrodomésticos, robótica, energías renovables, equipos mecánicos, centros de datos, etc.
►Producción de semiproductos de cobre
En 2024, la producción de semiproductos de cobre en China alcanzó los 21,25 millones de toneladas métricas, un aumento interanual del 1,9 %, y los alambres representaron aproximadamente el 50 % del total.
2. Estado actual y tendencias de desarrollo de tubos/varillas/alambres/filamentos
►Tubos con nervaduras internas, tubos con nervaduras externas, tubos lisos
1. Propiedades de los tubos de cobre: excelente conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, trabajabilidad (soldabilidad, flexión, etc.) y propiedades antibacterianas;
2. Áreas de aplicación: sistemas de refrigeración y aire acondicionado, suministro y drenaje de agua en edificios, transmisión de gas, industria y marítimo, electrónica de potencia, médico, etc.
1. Proceso tradicional: lingote de fundición → extrusión en caliente → laminación → bobinado → recocido → procesamiento de roscas;
2. Fundición y laminación continuas: fundición horizontal continua → laminación → bobinado → recocido → procesamiento de roscas. En comparación con el proceso tradicional, requiere menos inversión en equipos y ofrece una mayor eficiencia de producción;
3. Nivel técnico: Todavía hay margen de mejora en la forma de las nervaduras internas (altura del diente, paso, ángulo de hélice, etc.), pero la tecnología de procesamiento general de China para tubos de cobre con nervaduras internas lidera el mundo;
4. Aplicaciones especiales: La sustitución local de tubos de cobre de gran diámetro y resistentes a la corrosión para usos especiales avanza constantemente;
5. Tendencias de desarrollo: Es imprescindible seguir ahorrando energía, reduciendo las emisiones e implementando la fabricación digital e inteligente.
►Tecnologías de preparación de varillas (lingotes)/alambres
1. Áreas de aplicación: fabricación de maquinaria, equipos eléctricos, industria automotriz, militar y aeroespacial, etc.;
2. Procesos tradicionales: "lingote de fundición → extrusión en caliente → trefilado" y "fundición y laminación continuas en horno de eje (SCR) → trefilado";
3. Fundición continua + extrusión continua: En comparación con el proceso tradicional de "lingote de fundición → extrusión en caliente → trefilado", mejora considerablemente la eficiencia de producción de varillas, lingotes, barras y alambres de cobre, requiere menos inversión en equipos, impone una carga ambiental más ligera y reduce los costes de fabricación;
4. Nivel técnico: La tecnología de fundición continua ascendente, la tecnología de extrusión continua y los equipos de China se encuentran a nivel líder mundial;
5. Tendencias de desarrollo: Fabricación inteligente, sustitución local de varillas y alambres de aleación de alta gama, y desarrollo y aplicación de tecnologías de fabricación aditiva como la impresión 3D.
►Alambres de aleación de cobre de alta resistencia y alta conductividad
1. Alambres y cables: Industrias como la energía (distribución), equipos de telecomunicaciones, equipos eléctricos y vehículos de energía renovable han entrado en una etapa madura de transformación y actualización, con una mejora continua en los niveles técnicos y una mayor competitividad en el mercado internacional.
2. Cables de alto rendimiento y especiales: La demanda de cables y alambres de alto rendimiento en las industrias de energías renovables, transporte ferroviario y aeroespacial aumenta continuamente. Por lo tanto, es urgente intensificar la I+D de nuevos productos de alto rendimiento y la transformación de los logros, así como acelerar el proceso de fabricación inteligente.
3. Tendencias de desarrollo: La I+D y la industrialización de productos de alto valor añadido y diferenciados en campos como el transporte ferroviario, el aeroespacial, el médico, el semiconductor y la robótica son cruciales. Por ejemplo: El alambre de aleación de alta resistencia y alta conductividad Cu-1～6 % en peso de Ag que se muestra arriba se ha aplicado en campos médicos, de robótica y otros.
Propiedades de los alambres de aleación de cobre de alta resistencia y alta conductividad: La resistencia a la tracción máxima puede alcanzar los 1.400 MPa. Al controlar el contenido de Ag y las tecnologías de procesamiento recientemente desarrolladas, se han preparado con éxito alambres de aleación de cobre de alta resistencia y alta conductividad con relaciones de resistencia (MPa)/conductividad (%IACS) de 1.400/75, 1.200/80, 1.000/85 y 800/90.
►Tecnologías de preparación de alambres de aleación de cobre ultrafinos y sus productos de aplicación
1. Alambres de cobre de alta resistencia y alta conductividad: Se han desarrollado con éxito alambres de aleación de cobre con resistencia a la tracción y conductividad eléctrica superiores a 85 (850 MPa + 85 % IACS).
2. Se ha desarrollado y aplicado una tecnología de producción en masa de alambres ultrafinos con un diámetro de alambre individual de 0,013 mm en múltiples campos, como el médico y la robótica.
3. Estado actual y tendencias de desarrollo de placas/láminas, tiras y láminas
►Propiedades de diversas aleaciones de cobre (placas/láminas, tiras y láminas)
Tendencias de desarrollo: Propiedades: alta resistencia y alta conductividad + α; α: resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fatiga y fácil procesamiento.
Estado actual:
En los últimos años, se han logrado avances significativos en la innovación tecnológica y la industrialización. En comparación con las empresas de primer nivel del mismo sector en el extranjero: Los productos tradicionales de aleación de cobre han logrado "mantener el ritmo" y "liderar"; los productos de aleación de cobre de alta gama están pasando de "seguir" a "mantener el ritmo"; algunos productos clave y centrales aún requieren un mayor desarrollo.
Objetivo a corto plazo: Sustitución local de productos clave de aleación de cobre, haciéndolos grandes y fuertes.
Objetivos a medio y largo plazo: Transición de "mantener el ritmo" a "liderar"; desarrollo de nuevos productos y nuevas aplicaciones.
Además, también se presentaron algunas aleaciones de la serie CuNiSi de empresas japonesas de procesamiento del cobre, así como tiras de aleación de cobre-níquel-silicio C7025, tiras de aleación de cobre-cromo-circonio C18150 y tiras de aleación de zinc-cobre-níquel (C75210/C77010) de los productos CNMC Zhengrui Copper Plate & Strip.
►Lámina de cobre laminada
►Proceso de producción de lámina de cobre laminada
1. Tecnologías clave para la preparación del material base: ① Tecnología de fundición: componentes principales, contenido de impurezas y composición de gases; ② Tecnología de fundición: aspecto del lingote de fundición: sin grietas, sin cierres en frío, sin inclusiones de materiales extraños; estructura interna del lingote de fundición: sin grietas, sin poros... ③ Microestructura y propiedades: tamaño de grano, calidad superficial, propiedades mecánicas, forma de la placa...
2. Tecnologías clave para el laminado de láminas de cobre: forma de la placa, tolerancia de espesor, calidad superficial, estructura metalográfica...
3. Tecnologías clave para el tratamiento superficial: morfología de los nódulos de cobre, perfil, uniformidad de los nódulos de cobre, adherencia de los nódulos de cobre, color...
►Desarrollo de nuevos productos - ① Lámina de cobre laminada de alta flexibilidad
►Desarrollo de nuevos productos - ② Lámina de cobre laminada de alta flexibilidad con un espesor de 9 μm
1. Reducir el espesor de la lámina de cobre laminada mejora considerablemente su rendimiento de flexibilidad. En comparación con la lámina de cobre con un espesor de 25 μm, la lámina de cobre laminada de alta flexibilidad con una especificación de espesor de 9 μm demuestra un rendimiento de flexibilidad aproximadamente 10 veces mejor.
2. Con la creciente popularidad de los teléfonos inteligentes plegables, habrá una demanda creciente de láminas de cobre laminadas con un mayor rendimiento de flexibilidad. Por lo tanto, también aumentará la demanda de láminas de cobre laminadas de alta flexibilidad con un espesor de 9 μm o incluso más delgado.
►Desarrollo de nuevos productos - ③ Lámina de aleación de cobre de alta resistencia C7025/7026
Áreas de aplicación: Sector 3C (teléfonos móviles, auriculares, ordenadores) B to B, automoción y electrodomésticos.
Especificaciones del producto: Espesor: 18-60 μm.
1. Al controlar con precisión las condiciones de procesamiento y tratamiento térmico, se preparan materiales base de alta precisión con una composición química uniforme y excelentes propiedades mecánicas y físicas.
2. Utilizando tecnología de control de forma de alta precisión y tecnología de control de tolerancia de espesor, se ha preparado lámina de cobre de alta resistencia con especificaciones de espesor de 60, 50, 35, 25 y 18 μm, y se ha logrado la producción en masa.
►Desarrollo de Nuevos Productos - ④ Lámina de Aleación de Cobre C18150
1. Mediante el control preciso de un conjunto de condiciones de proceso, se preparan materiales base de alta precisión con composición química uniforme y excelentes propiedades mecánicas y físicas.
2. Utilizando tecnología de control de forma de alta precisión y tecnología de control de tolerancia de espesor, se ha desarrollado con éxito lámina de cobre de alta resistencia y alta conductividad con especificaciones de espesor de 60, 50, 35, 25 y 18 μm, y se ha logrado la producción en masa.
►Desarrollo de Nuevos Productos - ⑤ Lámina de Cobre Laminada Tratada Superficialmente de Bajo Perfil
La lámina de cobre laminada tratada superficialmente de baja rugosidad logra una baja pérdida de transmisión y una alta resistencia al pelado.
Tecnología de Fundición y Colada
1. Se ha desarrollado tecnología para preparar cobre sin oxígeno mediante un horno de eje, incluidos equipos y tecnología para preparar cobre sin oxígeno de alta pureza (C10110) para tubos electrónicos.
Ø Inversión relativamente baja
Ø Bajos costos de funcionamiento
2. Se han desarrollado equipos de colada totalmente continua, herramientas y tecnología de proceso para aleaciones como CuMg, CuTi, CuCrZr, etc.
Ø Se han desarrollado tecnologías diferenciadas para mejorar la competitividad y escapar de un entorno competitivo vicioso
Ø En comparación con la colada al vacío y la colada semicontinua, requiere una inversión inicial y costos de funcionamiento más bajos
3. Desarrollar nuevas tecnologías de aleación y tecnologías de fundición y colada eficientes y de alta calidad
Ø Tecnologías para prevenir la segregación macroscópica,
Ø Tecnologías de industrialización como tecnologías de refinamiento de grano
4. Conclusión
Investigación y Desarrollo: Intensificar los esfuerzos en el desarrollo de tecnologías de proceso originales, equipos importantes y materiales de aleación de alto rendimiento. Esfuerzarse por eliminar la imitación y la dependencia de tecnologías y equipos avanzados extranjeros a corto plazo, logrando el control independiente y la sustitución nacional de materiales básicos clave y equipos importantes.
Industrialización: El éxito o fracaso de la industrialización es el criterio para probar la "innovación tecnológica". Dirigirse a las demandas de los mercados existentes y emergentes, con un enfoque tangible en la industrialización como objetivo, garantizando una estrecha integración entre la investigación y el desarrollo y las necesidades industriales para lograr una conversión eficaz de resultados. Acelerar el ritmo de la transformación y modernización industrial, liderar la promoción de tecnologías de fabricación "digitales" e "inteligentes" y lograr el objetivo de mantener el ritmo y liderar a las empresas extranjeras avanzadas.
Tubos, Barras, Alambres y Filamentos: El desarrollo y la industrialización de productos diferenciados de alto valor añadido, como tubos y barras de aleación altamente resistentes a la corrosión, alambres y filamentos de aleación ultrafinos, para aplicaciones de alto valor añadido en el transporte ferroviario, buques marítimos, aeroespacial, médico, semiconductores, robótica y otros campos son cruciales. Es necesario intensificar los esfuerzos en el desarrollo de productos de alto valor añadido en mercados de nicho.
Placas/Láminas, Tiras y Láminas: Esfuerzarse por lograr la sustitución nacional a corto plazo de materiales de láminas de cobre que aún requieren importación, como materiales de bastidores de plomo semigrabados y materiales de conectores de alto rendimiento. Es necesario mejorar la consistencia y estabilidad del rendimiento del producto. Desarrollar e industrializar tecnologías para equipos de lámina de cobre laminada, tratamiento superficial de lámina de cobre para comunicaciones de alta frecuencia y alta velocidad, y el desarrollo de tecnologías de recubrimiento de elementos no magnéticos para superficies de lámina de cobre.
Mercados Emergentes: El rápido y vigoroso desarrollo de industrias como la atención médica avanzada, la robótica, las conexiones de cables de cobre de alta velocidad, la inteligencia artificial, los centros de datos y las comunicaciones por satélite traerá considerables nuevas demandas y oportunidades. Aprovechar las ventajas de la cooperación "industria-universidad-investigación-aplicación" para liberarse de entornos de competencia feroz y remodelar el panorama de desarrollo de la industria de procesamiento de cobre mediante el desarrollo de tecnologías/productos distintivos.
