科技创新引领高质量发展奋进奖 (科技创新引领跑出加速度)

悬浮冶金技术全称为真空电磁悬浮熔炼技术,这是当代最先进的材料制备技术,用于制备国防和高科技产业急需的主要材料。在悬浮冶金技术出现之前,由于军工需要,美国曾用"宇宙冶金",即在航天飞行器*特中**定的环境里熔炼金属,我国天空二号也在宇宙环境下进行了材料熔炼试验。

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金属物料在外加磁场作用下呈悬浮状态的一种感应熔炼技术。这种熔炼法是在1923年开发的,其原理是当感应线圈通过高频电流后产生一个高频磁场,使位于线圈中的金属样品(导体)产生感应电流,同时也产生一个磁场,方向与线圈产生的磁场相反,从而产生一个斥力使导体悬浮于空间(见图)悬浮熔炼没有坩埚材料带来的污染问题。

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真空电磁悬浮冶金技术

真空电磁悬浮熔炼技术

(简称悬浮熔炼)技术是指在真空熔炼过程中利用电磁场使熔池呈悬浮状态的技术。悬浮熔炼与其它材料技术相结合的技术统称为悬浮冶金技术。真空熔炼技术排除了气体分子对材料的污染,悬浮熔炼技术则在此基础上进一步消除了坩埚材料引起的污染,它排除了所有的污染来源,是当代最先进的,最理想的材料制备技术。

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原理:在真空冶金和电磁感应加热的基础上,利用磁力线对金属熔体表面感应涡流的电磁交互作用,获得与磁力线和涡流相垂直的电磁力,对金属液产生悬浮作用。

优点:排除了坩埚材料对熔池的污染,能制备纯度特别高,成分非常均匀和精确的材料;适合于活泼金属及其合金的熔炼和处理;排除了坩埚材料对熔炼温度的限制,能在感应熔炼的条件下获得超过3000℃的熔炼温度。

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赛迈特在悬浮冶金车间

赛迈特的技术优势

悬浮能力强

熔池驼峰的高/径比= 2.0~3.0,在熔炼过程没有凝壳

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Ti熔池 Ti-Al合金铸锭和残料

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Ti熔池 Ti-Al合金铸锭和残料

Ti熔池 Ti-Al合金铸锭和残料

熔炼温度高

在2014年,最高熔炼温度已经提高到约3100℃,在2016年突破了贵金属Ir的熔炼难题,在2018年则达到了3600℃,实现对所有的难熔金属和贵金属的熔炼。

适用领域:活泼金属和合金、对纯度要求特别高的金属和合金、熔点接近和超过2000℃的难熔金属和合金、贵金属和合金,稀有稀散金属和合金、特种合金和金属间化合物。

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赛迈特熔炼得到的难熔金属锭(它们在凝固时保留了熔池在悬浮力作用下形成的驼峰)

赛迈特在悬浮冶金技术领域占据了国内领先,国际先进的水平具体体现在以下几方面:悬浮能力强,驼峰的高度/直径比=2.0~3.0,接近于完全悬浮;熔炼过程中没有凝壳,浇铸后只剩下沿坩埚壁冷凝的厚度小于0.5mm的薄壳;熔炼温度高,最高熔炼温度超过3000℃,能熔化Cr、Zr、V、Hf、Nb、Mo、Ta等金属;规格范围大:包括最大熔炼量从20克到数十公斤的各种规格,炉体为双层不锈钢结构;功能完备,具有熔炼、底铸、倾铸、加料等功能,并能配备连续加料-连续拉锭装置和离心铸造装置;自动化水平高,采用了PLC、模拟屏、工控机等技术,部分操作采用了程控技术;安全措施完善:有完备的报警、保护系统,坩埚能安全工作数千炉次;

悬浮冶金技术在国内得到越来越多的关注,受到关注的内容包括悬浮熔炼技术、悬浮熔炼设备,以及悬浮熔炼技术在材料制备领域的应用。

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深圳市赛迈特悬浮冶金科技有限公司是国内唯一专业从事悬浮冶金技术开发的高科技企业,悬浮能力最强!熔炼温度最高!坩埚寿命最长! 规格范围最宽!工程院院士周廉教授向公司投资并担任了公司的首席科学家。公司有9项专利得到了授权,包括4项发明专利。自2013年以来,公司已经向国内外科研单位,国防单位,大学以及企业销售了近百台悬浮熔炼设备;同时赛迈特公司用自己的样机为国内外40多个科研和国防单位提供熔炼材料,建设了熔炼高技术难度金属材料的技术服务平台("技术服务")。设备用户和技术服务的用户均为技术最顶尖的

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50kg悬浮炉

接受服务的单位均为国内外最顶级的研究院所和最著名的高等院校,超过50个,它们包括: 中国工程物理研究院、中国核动力研究院、中科院合肥物质院、中科院宁波材料院、北京有色金属总院、广州有色金属研究院、湖南*土稀**研究院、中船总712所、沈阳铸造研究所等。清华大学、哈尔滨工业大学、中国航空航天大学、上海大学、福州大学、北京工业大学、郑州大学、中北大学,南京理工大学、南方科技大学、哈工大深圳研究生院等。以及,昆明富尔诺林公司、中核集团404厂和美国的TOSOH SMD, INC.,等等INC.,等等。

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在悬浮冶金领域,赛迈特达到了国际先进,国内领先的水平:悬浮能力强——熔池驼峰的高/径比= 2.0~3.0,在熔炼过程没有凝壳,熔炼温度高——最高熔炼温度已经提高到约3600℃,能熔炼包括钨、鉬、钽、铌等各种难熔金属,规格范围宽——熔炼量从20克到50kg的规格系列,实现了与多种现代技术的结合:例如,同离心铸造、连续拉锭、电弧熔炼、等离子熔炼等技术的结合。

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赛迈特利用悬浮熔炼样机对外提供材料制备的技术服务,3年多以来,为106个单位熔炼超千炉次,约4320kg的金属和合金,接受服务的单位均为国内外最顶级的研究院所和最著名的高等院校,熔炼的材料几乎都是用其它材料制备手段无法获得或很难获得的技术难度极高的金属和合金。

在系统研究工作的基础上,本公司对于悬浮冶金技术及其应用申报了多项专利,其中9项已经得到授权,包括4项发明专利。从而,公司在悬浮冶金领域形成了独立、完整的知识产权系列。

科技成果发明专利

【2011100071516】熔炼钛合金冷坩埚感应熔炼设备及拉锭法

【201020696611.1】具有高悬浮能力的感应熔炼技术的冷坩埚(实用)

【201020696604.1】单层冷却管路悬浮熔炼用冷坩埚(实用)

【201020696614.5】配手套装置小型冷坩埚感应熔炼炉(实用)

【201020696618.3】小型冷坩埚感应熔炼设备冷却系统(实用)

【201020696615.X】石英炉体多功能冷坩埚感应熔炼炉(实用)

【201110093815.5】制备超纯材料冷坩埚区熔设备及方法(发明)

【201110109723.1】制备高纯定向结晶硅的设备及方法(发明)

【201110433835.】一种用冷坩埚感应熔炼技术回收NdFeB废料的方法(发明)

赛迈特熔炼的金属和合金

难熔金属和合金

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Nb-50Zr合金(12kg/锭) V-40Ta合金锭 Ta-45Zr10Nb合金(4kg/锭)

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Mo和Ti-5~40Mo合金 Ta和Ti-5~40Ta锭 Co-33Cr-14W铸棒(4kg/锭)

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Ti、Zr、Hf和合金

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金属Ti锭(10kg) 金属Zr锭(15kg) Zr-30Ta锭

*土稀**金属和合金

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金属Ce吸铸棒 Tb0.3Dy0.7Fe1.95磁致伸缩合金 Al-30Sc合金

赛迈特自2011年开始承接悬浮冶金设备的定单,已经向国内外许多技术顶尖的高校和单位提供了设备。它们包括:

顶级的研究院所:北京有色金属研究总院、湖南*土稀**研究院、沈阳铸造研究所等。最著名的大学:清华大学、西安交通大学、南京工业大学、中国计量学院等。重要的国防研究单位:中国工程物理研究院、中国核动力研究院、中船712研究所等。高科技的材料企业:中国稀有金属公司、昆明富尔诺林科技发展有限公司等。国外高科技企业:美国公司TOSOH SMD,INC.—全球最大的靶材公司之一 。

赛迈特自从开展设备制造业、务以来,三年多签定了近百项合同,总金额超数千万万元;几年以来,国内外有近40家用户不断到公司熔炼材料,实验炉次近千炉次,提供样品数吨。实际上,赛迈特公司已经成为了解决科研和国防项目技术瓶颈材料难题的技术服务平台。 设备产品的用户和技术服务用户均为国内外技术最顶尖单位——包括最著名的大学,最重要的研究院所和国防单位。

发展目标:攀登悬浮熔炼技术的技术顶峰,建设悬浮冶金技术的国家级、世界级的研发基地,建设制造悬浮冶金设备和生产新材料的全球性的大企业。