首鋼北冶公司實施的《層狀金屬復合材料關鍵技術及產業(yè)化研究》項目，成功研發(fā)出50多個新產品，助力5G手機、新能源汽車和航空航天等產業(yè)的發(fā)展，打破國外技術壟斷，實現(xiàn)了關鍵金屬材料國產化。近日，在首鋼科技與管理創(chuàng)新會議上，此項目被評首鋼科學技術一等獎。

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展，單一材料已無法滿足高性能應用需求，從而催生了層狀復合材料的快速發(fā)展。層狀金屬復合材料是將兩種或兩種以上的金屬材料通過某種方法結合在一起而形成的一種高性能復合材料，其整體的強度、硬度、導電、導熱、耐磨和耐高溫等性能均得到很大提高，在新能源汽車、5G通訊、航空航天、節(jié)能環(huán)保等領域有廣泛應用。

　　過去，國內層狀金屬復合設備主要依賴國外進口，技術受制于人，且存在設備引進投資大、成本高，運行適應周期長、寬度受限等問題，北京北冶功能材料有限公司開展的層狀金屬復合材料關鍵技術及產業(yè)化的研究，對打破國外相關領域技術封鎖、提高材料生產效率、實現(xiàn)高端產品進口替代，對促進國民經濟增長和社會發(fā)展均具有重要意義。

　　為了打破國外層狀金屬復合材料技術壟斷，北冶公司從2014年1月起研究決定采用自主研發(fā)、合作開發(fā)的技術方案，在復合軋機裝備方面，建起配套的寬幅帶材室溫固相復合生產線，歷經幾年攻關，最終于2019年6月取得成功。《層狀金屬復合材料關鍵技術及產業(yè)化研究》項目是北冶公司發(fā)展戰(zhàn)略部署的一項重要內容，從立項策劃到實施落地等全過程都得到了公司的高度重視。項目主要負責人、北冶公司材料研究所副所長張榮，回憶研發(fā)過程中時表示，在沒有可供參考的資料、國外對復合軋機設計技術嚴密封鎖的種種阻礙下，項目組設備人員刻苦鉆研，反復討論修改軋機設計方案，為保證軋制力足夠大，設計了獨特的四輥傳動方式，通過支承輥、工作輥之間合理的輥徑配比和同時傳動，保證了軋機的軋制能力，這在國內同類型復合軋機中為首例；在軋機穩(wěn)固性設計方面，針對四輥大扭矩傳動方式，通過工程設計計算，匹配了適用于低速大扭矩傳動的電機，并對傳動軸、軋機牌坊等關鍵部件進行了精確設計，確保了軋機的高精度和大的承載能力。

　　經過不懈努力，軋制設備得到了解決，但項目工藝技術攻關又是一道坎。界面結合牢固，是層狀金屬復合材料的關鍵。材料寬度越寬，結合難度越大，材料復合過程中對坯料表面狀態(tài)、軋制力、軋輥潤滑狀態(tài)、軋制速度等要求及其匹配要求越高。北冶公司在研發(fā)初期，材料分層問題頻頻出現(xiàn)。對此，項目團隊迎難而上，通過上萬組試驗數(shù)據(jù)檢測、分析，找到了造成材料分層的關鍵因素，最終掌握了復合材料復合生產的關鍵技術，確保了復合材料的牢固結合，繼而完成了項目全部研究內容，并建立了一條寬幅的層狀金屬復合材料生產線，全面實現(xiàn)層狀金屬復合材料的國產化和產業(yè)化。

　　與此同時，北冶公司還自主研發(fā)了首臺350mm寬幅帶材室溫固相復合軋機，掌握了寬幅層狀金屬復合材料裝備設計制造、復合材料設計、工藝加工制造等關鍵技術，搭建了一個從裝備、技術、人才與產品開發(fā)的金屬功能復合材料設計、制造的平臺，實現(xiàn)了層狀金屬復合軋機國產化。其中，《三層多品種金屬冷復合軋機裝備與工藝研究》獲得中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎。

　　目前，北冶公司成功開發(fā)生產層狀金屬復合材料達50多個新產品，包括新能源汽車鋰電池連接片材料、集成電路引線框架材料、5G手機散熱板與中板材料、真空玻璃支撐物材料以及特種行業(yè)應用材料等。據(jù)統(tǒng)計，北冶公司2016—2019年累計銷售各類復合材料4500多噸，成為新的經濟增長點。