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首钢要闻

将技术创新“关键变量”转化为企业发展“最大增量”——北冶公司薄规格高性能软磁合金及制品关键技术开发及产业化侧记

发布时间:2024-05-17 16:32:58

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研发人员对薄规格高性能软磁合金冷带表面质量进行检查。

项目名片

随着航空航天、信息通讯等高端新兴领域的快速发展,对于软磁合金及制品的质量要求日益提高。国内高性能软磁合金及制品的综合性能与国外同类产品相比存在一定差距,主要依赖进口,面临“卡脖子”风险。

北冶公司从航空发动机控制系统磁放大器用薄规格高性能铁芯的迫切需求出发,开展了铁芯用高性能软磁合金及制品产业化关键技术研究,掌握了关键技术,开发出某航空发动机控制系统、光伏新能源、汽车等领域重点装备急需的软磁铁芯,产品稳定批量供货,实现了高端应用领域软磁材料及制品进口替代,保障了我国重点领域供应链的安全可靠。获得授权发明专利4项,实用新型专利1项。


攻关故事

精密软磁合金及制品具有较高的磁性能,被广泛应用于新能源、信息通讯、芯片制造、航空航天、国防工业等领域,其质量要求极为苛刻。国内高性能软磁合金及制品的综合性能与国外同类产品相比存在一定差距,高端产品长期依赖进口,关键技术的突破成为困扰行业的“卡脖子”难题。

北冶公司迎难而上,组建攻关团队,以满足航空发动机控制系统用磁芯组件的国产化需求为切入点,深入开展高性能软磁材料、磁芯制品、应用技术方面研究,以敢于担当的赤子之心、勇于突破的创新精神、向前一步的优质服务,实现高端应用领域软磁材料及制品进口替代,产品稳定批量供货,有力保障了我国重点领域供应链的安全可靠,并荣获2023年首钢科学技术一等奖。

敢于担当扛重任

“对于我们来说,‘卡脖子’问题既是挑战,也是机遇,我们要迎难而上,为软磁合金材料及制品的国产化贡献首钢力量。”当谈及项目研发的初衷时,攻关团队成员董浩坚定地说。

随着航空航天及新一代信息技术、新能源、智能制造等新兴产业的快速发展,对软磁合金材料及制品提出了更高的要求,高磁导率、高矩形比、高温度特性、高填充系数、高层间电阻等许多高性能的软磁合金材料及制品落后于发达国家,只能依赖进口,面临着“卡脖子”风险。

核心技术只有牢牢掌握在自己手中,才能真正掌握竞争和发展的主动权,研发国产高性能软磁材料及制品迫在眉睫。北冶公司闻令而动,迅速成立十余人攻关团队,势必突破国外技术封锁,为软磁合金材料及制品的国产化贡献首钢力量。

万丈高台,始于一石。软磁合金材料及制品的应用涉及多个尖端领域,工序从材料生产到制品组装,难点诸多。攻关团队没有被难题乱了阵脚,研究从最迫切需求的航空发动机控制系统磁放大器用薄规格高性能铁芯出发,针对国内铁芯用薄规格软磁材料存在的问题深入开展攻关。团队成员都绷着一股劲,一关关地闯,一关关地过,势必要打赢这场仗!

创新突破闯难关

俗话讲:“巧妇难为无米之炊。”摆在攻关团队面前的第一道关隘就是研发满足后端软磁合金制品严苛需求的高纯净度、高磁性能的软磁合金材料。

为了寻找突破口,大家将文献库中相关文献全部下载,一篇篇、一字字地仔细研读,生怕错过任何细节。结合理论,团队成员又开展一系列试验,确定提升材料性能的关键元素及范围。这期间,他们做试验、分析数据、讨论研究连轴转,试验稍有点不顺利,就常常忘记时间,披星戴月回家是常态。历时三个月,攻关团队终于摸索出高性能软磁合金材料的关键元素范围。

牵一发而动全身,要想满足后端制品的性能要求,光是确定关键元素的范围还远远不够,其工艺也必须精准调控。为保证材料性能的稳定性,攻关团队创新性地引入某热处理工艺,实现对材料性能的精准控制。有志者事竟成,批量产出的软磁合金相关指标达到了国外先进产品水平,一个新牌号的合金就此成功开发,解决了铁芯原材料的问题。

解决了软磁合金制品国产化的第一步,攻关团队成员连日来紧张的情绪也随之疏解,大家振奋精神,一鼓作气又很快投入到下一个难题中。铁芯缠绕的带材需要薄规格,同时最终制品又要求高填充系数、高电阻系数,这在理论上是相悖的。团队成员们没有被困难吓倒,大家坚信只要勇往直前,办法总比困难多。通过大量实验,团队成员们在无数个实验数据中摸索到了平衡点,最终研制出高附着性涂层配方与薄规格带材卷绕铁芯生产技术,开发出高填充系数、高层间电阻的软磁铁芯,满足了我国航空发动机控制系统关键元器件的需求,实现进口替代。

再次冲锋赢称赞

就在大家沉浸在高性能软磁材料及制品关键技术攻关成功的喜悦中时,客户的一个电话又给团队提出了新的难题。原来客户需要多个铁芯组成一套磁组件,同组铁芯之间磁性能等指标需要极其接近,偏差要控制在百分级,传统的选配方法非常繁琐,一个月才能选配出几组,效率低,无法满足市场需求。

董浩说:“虽然我们已经完成了任务,但是既然客户向我们提出了需求,就是对我们的高度认可。我们没有拒绝,积极主动向前一步,帮助客户解决这个难题,打通产品应用‘最后一公里’。”

近年来,北冶公司积极推动技术创新成为首钢第一竞争力,加快打造中国式现代化的首钢场景,坚持“问”在市场、“落”在现场,把“锻造长板”作为主攻方向,在市场结构性需求变化中抢抓机遇,以技术创新提供高质量供给,打造企业持续竞争优势。面对客户需求,北冶公司攻关团队迅速响应,毫不犹豫接下任务。

作为材料专业出身的团队成员,对于电路领域的知识积累较少。为了尽快解决客户提出的选配技术难题,他们一边自发学习电路的基本工作原理,研究磁电之间的联系等理论,一边走访多家客户,了解使用场景、使用过程中的问题等。对于选配方法的研究,攻关团队成员笑称“可谓绞尽脑汁”。通过多轮实验,历经数月他们终于开发出了高一致性铁芯的选配平台,选配成功率远高于传统方法,选配效率大幅提高,满足了特种铁芯高效精准的批量化成套交付需求,赢得了客户高度称赞,也赢得了从材料生产到制品组装、铁芯选配的全产业链市场。

技术创新是企业赖之以赢的利器,是高质量发展的力量源泉。北冶公司薄规格高性能软磁合金及制品攻关团队以解决“卡脖子”难题为出发点,在实现关键材料自主可控的同时,让技术创新“关键变量”真正转化为企业高质量发展的“最大增量”,生动诠释了抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。


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