Em 23 de abril, durante o Fórum Principal da Conferência da Indústria do Cobre e Exposição da Indústria do Cobre CCIE 2025 SMM (20ª), organizado pela SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center e Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., com a Jiangxi Copper Corporation e a Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd. como principais patrocinadores, a Shandong Humon Smelting Co., Ltd. como co-organizadora especial e o Xinhuang Group e o Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. como co-organizadores, Tong Qingping, cientista-chefe e doutor da China Nonferrous Metal Mining (Group) Co., Ltd., analisou o atual estado de desenvolvimento e as tendências de desenvolvimento de alta qualidade da indústria de processamento de cobre da China.
1. Cobre e Ligas de Cobre
Propriedades do Cobre
O cobre apresenta excelente condutividade elétrica e térmica. Através da adição de diferentes elementos, podem ser formadas várias ligas de cobre, cada uma com propriedades superiores distintas. Por exemplo:
• Condutividade elétrica/térmica ← cobre puro; resistência ← Ni, Cr, Ti, Be; resistência à corrosão ← Ni, Al, Sn; cor ← Zn, Ni, Al; usinabilidade ← Pb, Bi, Te; resistência ao desgaste ← Sn, Al, Ag; propriedades antibacterianas, etc.
• Pesado (alta densidade), oxidação superficial, coeficiente de expansão térmica relativamente grande e alto custo.
Tipos de Produtos de Processamento de Cobre: tubos de cobre, barras/varas de cobre, fios/filamentos/pós de cobre, chapas de cobre, tiras de cobre e folhas de cobre.
Aplicações do Cobre e das Ligas de Cobre
As aplicações listadas incluem telecomunicações, transporte ferroviário, automotivo, aeroespacial, marítimo, eletrodomésticos, robótica, novas energias, equipamentos mecânicos, centros de dados, etc.
►Produção de Semimanufaturados de Cobre
Em 2024, a produção de semimanufaturados de cobre na China atingiu 21,25 milhões de toneladas, um aumento de 1,9% em relação ao ano anterior, com os fios representando cerca de 50% do total.
2. Estado Atual e Tendências de Desenvolvimento de Tubos/Barras/Fios/Filamentos
►Tubos com nervuras internas, tubos com nervuras externas, tubos lisos
1. Propriedades dos tubos de cobre: excelente condutividade elétrica, resistência à corrosão, trabalhabilidade (soldabilidade, dobragem, etc.) e propriedades antibacterianas;
2. Áreas de aplicação: sistemas de refrigeração e ar condicionado, abastecimento e drenagem de água em edifícios, transmissão de gás, industrial e marítimo, eletrônica de potência, médica, etc.
1. Processo tradicional: lingotamento → extrusão a quente → laminação → bobinamento → recozimento → processamento de roscas;
2. Fundição e laminação contínuas: fundição horizontal contínua → laminação → bobinamento → recozimento → processamento de roscas. Em comparação com o processo tradicional, exige menos investimento em equipamentos e oferece maior eficiência de produção;
3. Nível técnico: Ainda há espaço para melhoria na forma das nervuras internas (altura do dente, passo, ângulo de hélice, etc.), mas a tecnologia de processamento global de tubos de cobre com nervuras internas da China lidera o mundo;
4. Aplicações especiais: A substituição localizada de tubos de cobre de grande diâmetro e resistentes à corrosão para fins especiais está avançando de forma constante;
5. Tendências de desenvolvimento: É imperativo promover ainda mais a conservação de energia, a redução de emissões e a implementação da fabricação digital e inteligente.
►Tecnologias de preparação para barras (lingotes)/fios
1. Áreas de aplicação: fabricação de máquinas, equipamentos de energia, indústria automotiva, militar e aeroespacial, etc.;
2. Processos tradicionais: "lingotamento → extrusão a quente → trefilação" e "forno de eixo (SCR) fundição e laminação contínuas → trefilação";
3. Fundição contínua + extrusão contínua: Em comparação com o processo tradicional de "lingotamento → extrusão a quente → trefilação", melhora significativamente a eficiência de produção de barras, lingotes, varas e fios de cobre, exige menos investimento em equipamentos, impõe menor impacto ambiental e reduz os custos de fabricação;
4. Nível técnico: A tecnologia de fundição contínua ascendente, a tecnologia de extrusão contínua e os equipamentos da China estão todos no nível líder mundial;
5. Tendências de desenvolvimento: Fabricação inteligente, substituição localizada de barras e fios de ligas de alta qualidade e desenvolvimento e aplicação de tecnologias de fabricação aditiva, como impressão 3D.
►Fios de ligas de cobre de alta resistência e alta condutividade
1. Fios e cabos: Indústrias, incluindo energia (distribuição), equipamentos de telecomunicações, equipamentos elétricos e veículos elétricos de nova geração, entraram em um estágio maduro de transformação e modernização, com melhorias contínuas nos níveis técnicos e aumento da competitividade no mercado internacional.
2. Cabos de alto desempenho e especiais: A demanda por fios e cabos de alto desempenho nas indústrias de novas energias, transporte ferroviário e aeroespacial está aumentando continuamente. Portanto, é urgente intensificar a P&D de novos produtos de alto desempenho e a transformação de realizações, bem como acelerar o processo de fabricação inteligente.
3. Tendências de desenvolvimento: A P&D e industrialização de produtos de alto valor agregado e diferenciados em áreas como transporte ferroviário, aeroespacial, médica, semicondutores e robótica são cruciais. Por exemplo: O fio de liga de alta resistência e alta condutividade Cu-1～6wt%Ag mostrado acima tem sido aplicado em áreas médicas, robótica e outras.
Propriedades dos fios de ligas de cobre de alta resistência e alta condutividade: A resistência à tração máxima pode atingir 1.400 MPa. Através do controle do teor de Ag e de tecnologias de processamento recentemente desenvolvidas, fios de ligas de cobre de alta resistência e alta condutividade com proporções de resistência (MPa)/condutividade (%IACS) de 1.400/75, 1.200/80, 1.000/85 e 800/90 foram preparados com sucesso.
►Tecnologias de preparação para fios de ligas de cobre ultrafinos e seus produtos de aplicação
1. Fios de cobre de alta resistência e alta condutividade: Fios de ligas de cobre com resistência à tração e condutividade elétrica superiores a 85 (850 MPa + 85% IACS) foram desenvolvidos com sucesso.
2. Uma tecnologia de produção em massa para fios ultrafinos com diâmetro único de 0,013 mm foi desenvolvida e aplicada em vários campos, como médico e robótica.
3. Estado Atual e Tendências de Desenvolvimento de Chapas/Lâminas, Tiras e Folhas
►Propriedades de várias ligas de cobre (chapas/lâminas, tiras e folhas)
Tendências de desenvolvimento: Propriedades: alta resistência e alta condutividade + α; α: resistência à corrosão, resistência ao desgaste, resistência a altas temperaturas, resistência à fadiga e fácil processamento.
Estado atual:
Nos últimos anos, foram alcançados progressos significativos na inovação tecnológica e industrialização. Em comparação com as principais empresas do mesmo setor no exterior: Os produtos tradicionais de ligas de cobre alcançaram "acompanhamento" e "liderança"; os produtos de ligas de cobre de alta qualidade estão em transição de "acompanhamento" para "acompanhamento"; alguns produtos-chave ainda exigem desenvolvimento adicional.
Objetivo de curto prazo: Substituição localizada de produtos-chave de ligas de cobre, tornando-os grandes e fortes.
Objetivos de médio e longo prazo: Transição de "acompanhamento" para "liderança"; desenvolvimento de novos produtos e novas aplicações.
Além disso, também foram apresentadas algumas ligas da série CuNiSi de empresas japonesas de processamento de cobre, bem como tiras de liga de cobre-níquel-silício C7025, tiras de liga de cobre-crômio-zircônio C18150 e tiras de liga de zinco-cobre-níquel (C75210/C77010) dos produtos CNMC Zhengrui Copper Plate & Strip.
►Folha de cobre laminada
►Processo de Produção de Folha de Cobre Laminada
1. Tecnologias-chave para preparação do material de base: ① Tecnologia de fundição: componentes principais, teor de impurezas e composição dos gases; ② Tecnologia de lingotamento: aparência do lingote: sem rachaduras, sem falhas de solda a frio, sem inclusão de corpos estranhos; estrutura interna do lingote: sem rachaduras, sem poros... ③ Microestrutura e propriedades: tamanho do grão, qualidade da superfície, propriedades mecânicas, forma da chapa...
2. Tecnologias-chave para laminação de folha de cobre: forma da chapa, tolerância de espessura, qualidade da superfície, estrutura metalográfica...
3. Tecnologias-chave para tratamento de superfície: morfologia dos nódulos de cobre, perfil, uniformidade dos nódulos de cobre, aderência dos nódulos de cobre, cor...
►Desenvolvimento de Novos Produtos - ① Folha de Cobre Laminada de Alta Flexibilidade
►Desenvolvimento de Novos Produtos - ② Folha de Cobre Laminada de Alta Flexibilidade com Espessura de 9μm
1. Reduzir a espessura da folha de cobre laminada aumenta significativamente seu desempenho de flexibilidade. Em comparação com a folha de cobre com espessura de 25μm, a folha de cobre laminada de alta flexibilidade com especificação de espessura de 9μm demonstra um desempenho de flexibilidade aproximadamente 10 vezes melhor.
2. Com a crescente popularidade de smartphones dobráveis, haverá uma demanda crescente por folhas de cobre laminadas com maior desempenho de flexibilidade. Consequentemente, a demanda por folhas de cobre laminadas de alta flexibilidade com espessura de 9μm ou ainda mais finas também aumentará.
►Desenvolvimento de Novos Produtos - ③ Folha de Liga de Cobre de Alta Resistência C7025/7026
Áreas de Aplicação: Setor 3C (telefones celulares, fones de ouvido, computadores) B to B, automotivo e eletrodomésticos.
Especificações do Produto: Espessura: 18-60μm.
1. Através do controle preciso das condições de processamento e tratamento térmico, são preparados materiais de base de alta precisão com composição química uniforme e excelentes propriedades mecânicas e físicas.
2. Utilizando tecnologia de controle de forma de alta precisão e tecnologia de controle de tolerância de espessura, foi preparada folha de cobre de alta resistência com especificações de espessura de 60, 50, 35, 25 e 18μm, e foi alcançada a produção em massa.
►Desenvolvimento de Novos Produtos - ④ Folha de Liga de Cobre C18150
1. Através do controlo preciso de um conjunto de condições de processo, são preparados materiais de base de alta precisão com composição química uniforme e excelentes propriedades mecânicas e físicas.
2. Utilizando tecnologia de controlo de forma de alta precisão e tecnologia de controlo de tolerância de espessura, foi desenvolvida com sucesso folha de cobre de alta resistência e alta condutividade com especificações de espessura de 60, 50, 35, 25 e 18 μm, tendo sido alcançada a produção em massa.
►Desenvolvimento de Novos Produtos - ⑤ Folha de Cobre Laminada Tratada na Superfície de Baixo Perfil
A folha de cobre laminada tratada na superfície de baixa rugosidade alcança baixa perda de transmissão e alta resistência à descolagem.
Tecnologia de Fundição e Vazamento
1. Desenvolvida tecnologia para a preparação de cobre isento de oxigênio usando um forno de eixo, incluindo equipamento e tecnologia para a preparação de cobre isento de oxigênio de alta pureza (C10110) para tubos eletrônicos.
Ø Investimento relativamente baixo
Ø Baixo custo operacional
2. Desenvolvido equipamento de vazamento totalmente contínuo, ferramentas e tecnologia de processo para ligas, incluindo CuMg, CuTi, CuCrZr, etc.
Ø Desenvolvidas tecnologias diferenciadas para aumentar a competitividade e escapar de um ambiente competitivo vicioso
Ø Em comparação com a vazamento a vácuo e vazamento semicontínuo, requer menor investimento inicial e custo operacional
3. Desenvolver novas tecnologias de liga e tecnologias de fundição e vazamento eficientes e de alta qualidade
Ø Tecnologias para prevenir a segregação macroscópica,
Ø Tecnologias de industrialização, como tecnologias de refinamento de grãos
4. Conclusão
Pesquisa e Desenvolvimento: Intensificar os esforços no desenvolvimento de tecnologias de processo originais, equipamentos principais e materiais de liga de alto desempenho. Esforçar-se para eliminar a imitação e a dependência de tecnologias e equipamentos avançados estrangeiros a curto prazo, alcançando o controle independente e a substituição nacional de materiais básicos e equipamentos principais.
Industrialização: O sucesso ou fracasso da industrialização é o critério para testar a "inovação tecnológica". Visar as demandas dos mercados existentes e incrementais, com um foco tangível na industrialização como objetivo, garantindo uma estreita integração entre pesquisa e desenvolvimento e necessidades industriais para alcançar uma conversão eficiente de resultados. Acelerar o ritmo da transformação e modernização industriais, liderar a promoção de tecnologias de fabricação "digitais" e "inteligentes" e alcançar o objetivo de acompanhar e liderar empresas estrangeiras avançadas.
Tubos, Barras, Fios e Filamentos: O desenvolvimento e a industrialização de produtos diferenciados de alto valor acrescentado, como tubos e barras de liga altamente resistentes à corrosão, fios e filamentos de liga ultrafinos, para aplicações de alto valor acrescentado em transporte ferroviário, embarcações marítimas, aeroespacial, médico, semicondutores, robótica e outros campos são cruciais. É necessário intensificar os esforços no desenvolvimento de produtos de alto valor acrescentado em mercados de nicho.
Chapas/Lâminas, Tiras e Folhas: Esforçar-se para alcançar a substituição nacional a curto prazo para materiais de tiras de cobre que ainda exigem importação, como materiais de quadro de chumbo semi-gravados e materiais de conector de alto desempenho. A consistência e a estabilidade do desempenho do produto precisam ser melhoradas. Desenvolver e industrializar tecnologias para equipamentos de folha de cobre laminada, tratamento de superfície de folha de cobre para comunicações de alta frequência e alta velocidade e o desenvolvimento de tecnologias de revestimento de elementos não magnéticos para superfícies de folha de cobre.
Mercados Emergentes: O desenvolvimento rápido e vigoroso de indústrias como cuidados médicos avançados, robótica, conexões de cabos de cobre de alta velocidade, inteligência artificial, centros de dados e comunicações via satélite trará novas demandas e oportunidades consideráveis. Aproveitar as vantagens da cooperação "indústria-universidade-pesquisa-aplicação" para libertar-se de ambientes de concorrência acirrada e remodelar o panorama de desenvolvimento da indústria de processamento de cobre através do desenvolvimento de tecnologias/produtos distintos.
