2018年12月3日,中国金属学会在四川德阳组织召开了德阳东合新材料科技有限公司完成的“铜增材连铸结晶器再制造技术”科技成果评价会。评价委员会专家考察了生产现场,听取了项目研制与应用报告,审查了相关资料,经质询、讨论,认为该项技术达到国际先进水平。
金属增材一般是将固态金属高温熔融后堆积在零部件需要增材制造的部位,随后冷却至室温。这样的制造过程,导致增材制造的金属材料内部不仅存在大量缺陷及杂质,而且残余应力大、热应力高、与零部件基体之间的结合力差,增材制造的金属材料形状难以控制,制造过程能耗高。同时也极易造成零部件变形,不适合用于零部件的再制造。而电化学铜增材技术的制造则是在常温常压的水溶液中进行,其制备过程能耗低、复合材料的形状易于控制,纯度高,无内应力和热应力且与再制造零部件基体之间具有很好的结合力。从而保证了用电化学铜增材技术制造出的结晶器,不仅尺寸恢复到原设计水平,而且寿命超过所购买结晶器新品寿命的3倍。该项目相关技术获专利9件(其中发明专利1件),已成功应用于我国20多家钢铁企业,连铸结晶器的使用寿命提高1.5倍至1.8倍,节能减排效果突出,主要创新点如下:
1、开发了铜增材连铸结晶器电化学再制造技术,实现了硬质纳米粉体在铜基和镍基纳米复合材料增材层中均匀弥散分布。
1)针对不同铜基和镍基纳米复合材料增材层的基质金属,研制出相应离子的复合配位剂,实现了基质金属合金(铜合金、镍合金)的高效共沉积。
2)针对不同铜基和镍基纳米复合材料增材层中的硬质纳米粉体,开发了相应的分散剂和吸附剂,实现了纳米粉体在溶液中的单分散及在电极表面的均匀吸附。
2、研发了用于铜基和镍基纳米复合材料增材层制造的成套装备。该装备具有协同调控电场/流场/粉体吸附的均匀性和一致性功能。