El "rey de la elasticidad" entre las aleaciones de cobre: la aleación de cobre y berilio
El berilio es un metal sensible que preocupa mucho a las principales potencias militares del mundo. Después de más de 50 años de desarrollo independiente, la industria del berilio de mi país ha formado básicamente un sistema industrial completo. En la industria del berilio, el metal berilio es el que menos se utiliza, pero es el más importante. Tiene aplicaciones clave en los campos de la defensa nacional, el aeroespacial y la energía nuclear estratégica. Es un recurso estratégico y crítico relacionado con la seguridad nacional; tiene el mayor uso y participación de mercado. La mayor cantidad total es la aleación de cobre y berilio, que se utiliza ampliamente en campos industriales. Estados Unidos impone un embargo sobre el berilio puro y las aleaciones maestras de berilio y cobre procedentes de China. La aleación de cobre y berilio es un material elástico de aleación no ferrosa con excelentes propiedades integrales. Se le llama el "Rey de la Elasticidad" y tiene alta resistencia, alta dureza, resistencia a la corrosión, alta conductividad eléctrica, alta conductividad térmica, resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión y elasticidad. Tiene excelentes propiedades como pequeña histéresis, no magnético y sin chispas durante el impacto. Por tanto, la principal aplicación del berilio es la aleación de berilio y cobre. Se estima que el 65% del berilio del mercado existe en forma de aleación de berilio y cobre.
1. Panorama general de la industria extranjera del berilio
Actualmente, sólo Estados Unidos, Kazajstán y China tienen sistemas industriales completos de berilio a escala industrial, desde la extracción de mineral de berilio, la metalurgia de extracción hasta el procesamiento de berilio metálico y aleaciones. La escala de la industria del berilio en los Estados Unidos es la más grande del mundo y representa el nivel tecnológico de producción de berilio en el mundo. Tiene una ventaja absoluta en la industria mundial del berilio y se encuentra en una posición líder y dominante. Estados Unidos controla el comercio mundial de la industria del berilio suministrando materias primas, materiales semiprocesados y productos finales de berilio a muchos fabricantes de productos de berilio en el mundo, incluidos Estados Unidos y el extranjero. Japón está limitado por la falta de recursos de mineral de berilio y no tiene capacidades completas en la cadena industrial. Sin embargo, cuenta con tecnología avanzada en procesamiento secundario y desempeña un papel importante en la industria mundial del berilio.
American Materion Corporation (anteriormente Brush Wellman) es el único fabricante integrado integral del mundo que puede producir todos los productos de berilio. Hay dos filiales principales. Una filial produce placas, tiras, alambres, tubos, varillas, etc. de aleaciones de berilio y cobre en el ámbito industrial; el otro se centra en aplicaciones de alta precisión, como la defensa nacional, y su producción incluye grado de pureza nuclear, grado estructural y grado de instrumentos. y materiales de berilio de grado óptico, así como aleaciones de berilio-aluminio de alto valor utilizadas en aplicaciones aeroespaciales. Nippon NGK Corporation es el segundo mayor fabricante de cobre berilio del mundo, anteriormente conocido como NGK Metal Corporation. Comenzó a producir aleaciones de cobre y berilio en 1958 y es una subsidiaria de propiedad absoluta de Nippon Insulator Co., Ltd. (Nippon Gaishi). En 1986, Nippon Insulator Co., Ltd. compró la división de cobre berilio de American Cabot Company y cambió su nombre a NGK Corporation, creando así una situación para competir con American Materion Company en el campo del cobre berilio. Gengko Metals es el mayor importador mundial de óxido de berilio (las principales fuentes de importación son Materion Corporation de los Estados Unidos y Urba Metallurgical Plant de Kazajstán). Se estima que la capacidad de producción anual actual de NGK es de más de 6000 toneladas de cobre berilio. La planta metalúrgica de Ulba era la única planta de fundición y procesamiento de berilio en la antigua Unión Soviética y ahora pertenece a Kazajstán. Antes del colapso de la Unión Soviética, la producción de berilio en la planta metalúrgica de Ulba era muy confidencial y se sabía poco al respecto. En 2000, la Planta Metalúrgica Urba recibió una inversión de US$ 25 millones por parte de la empresa estadounidense Materion. Materion financió la producción de berilio en los dos primeros años de la Planta Metalúrgica Urba, actualizó sus equipos y a cambio proporcionó algunas tecnologías nuevas. Planta Metalúrgica Urba suministra exclusivamente a Materion productos de berilio, entre los que se incluyen principalmente lingotes metálicos de berilio y aleaciones maestras de cobre y berilio (disponibles hasta 2012). En el año 2005, la Planta Metalúrgica Urba finalizó este plan quinquenal de inversiones. La capacidad de producción anual de la Planta Metalúrgica Urba es de 170-190 toneladas de productos de berilio, y la capacidad de producción anual de aleaciones maestras de cobre berilio es de 3,000 toneladas. La capacidad de producción anual de productos alcanza las 1.000 toneladas. Urba Metallurgical Plant invirtió y estableció una subsidiaria de propiedad total en Shanghai, China: Urba Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd., que es responsable de la importación, exportación, reexportación y venta de los productos de berilio de la compañía en China, Asia Oriental, Sudeste Asiático y otras regiones. Después de años de desarrollo, Wuzhong Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd. se ha convertido en uno de los proveedores de aleaciones maestras de cobre-berilio más importantes de China, Asia Oriental y Sudeste Asiático. En China continental, ocupó más del 70% de la cuota de mercado en su apogeo.
2. Panorama general de la industria del berilio en China
Después de décadas de desarrollo, la industria del berilio de China ha formado un sistema industrial completo desde la extracción, extracción y metalurgia del mineral hasta el procesamiento de metales y aleaciones de berilio. Los principales productos del mercado distribuidos actualmente en la cadena de la industria del berilio incluyen: compuestos de berilio, berilio metálico, aleaciones de berilio, cerámicas de óxido de berilio y materiales compuestos metálicos a base de berilio. Las principales empresas incluyen empresas estatales como Oriental Tantalum y Minmetals Beryllium, así como empresas privadas más pequeñas. En 2018, China produjo 50 toneladas de berilio puro. Estados Unidos ha prohibido el metal berilio y la aleación maestra de cobre-berilio en China. El metal berilio es el menos utilizado pero el más importante en la cadena industrial. El berilio metálico se utiliza principalmente en los campos de la defensa nacional, el aeroespacial y los recursos estratégicos. La aplicación de defensa nacional más crítica son los misiles nucleares estratégicos. Además, también incluye piezas de marcos y piezas estructurales de satélites, espejos de satélites, boquillas de cohetes, giroscopios y componentes de navegación y control de armas, embalajes electrónicos, sistemas de comunicación de datos y espejos láser de alta potencia; El berilio metálico de grado nuclear también se utiliza en reactores de fusión y fisión nuclear experimentales/de investigación. El mayor uso en la cadena industrial es la aleación de cobre-berilio. Según las estadísticas, más del 80% del hidróxido de berilio se utiliza para producir la aleación maestra de cobre y berilio (contenido de berilio del 4%). La aleación maestra se diluye con cobre puro para producir aleaciones de berilio-cobre con varios componentes con un contenido de berilio del 0,1% al 2%, incluidos varios tipos de perfiles de aleación de berilio-cobre (barras, tiras, placas, alambres y tuberías). Empresas de acabado Estos perfiles se utilizan para procesar componentes utilizados en electrónica de consumo y otros campos industriales. La producción de aleación de berilio y cobre generalmente se divide en dos partes: aguas arriba y aguas abajo. La fase inicial es la extracción, extracción y fundición de minerales para obtener una aleación maestra de berilio y cobre que contiene berilio (el contenido de berilio es generalmente del 4%); la corriente abajo es el uso de una aleación maestra de berilio-cobre como aditivo, agregando cobre. Luego se funde y procesa en perfiles de aleación de berilio-cobre (tubos, tiras, varillas, alambres, placas, etc.). Cada producto de aleación se subdividirá en diferentes grados debido a su bajo rendimiento.
3. Resumen
En el mercado de aleaciones maestras de cobre-berilio, la capacidad de producción se concentra en unas pocas empresas, con los Estados Unidos ocupando una posición dominante. El umbral técnico para la producción de aleaciones de cobre y berilio es relativamente alto y toda la industria está relativamente concentrada. Cada marca o categoría subdividida tiene sólo unos pocos proveedores o un superfabricante. Debido a la escasez de recursos y liderazgo tecnológico, Materion de Estados Unidos ocupa una posición de liderazgo. La japonesa NGK y la planta metalúrgica Urbajin de Kazajstán también tienen fuertes capacidades. Las empresas nacionales están en general rezagadas. En el mercado de perfiles de aleación de berilio y cobre, los productos nacionales se concentran en el campo de gama media a baja, y existe una gran demanda de sustitución y espacio de precios en el mercado de gama media a alta. Ya sea que se trate de aleaciones maestras de cobre y berilio o perfiles de aleación de cobre y berilio, las empresas nacionales todavía se encuentran en la etapa de recuperación. Sus productos se encuentran principalmente en el mercado de gama media a baja y el precio suele ser la mitad o incluso más bajo que el de los productos estadounidenses y japoneses. La razón todavía está limitada por la estabilidad de la tecnología y el proceso de fundición. Por un lado, esto significa que cuando los costos de producción y fabricación nacionales son bajos, si se domina o integra cierta tecnología de fundición de cobre-berilio, se espera que el producto ingrese al mercado de rango medio con una ventaja de precio. El berilio de alta pureza (99,99%) y la aleación maestra de berilio y cobre son materias primas clave que Estados Unidos prohíbe exportar a China.
