5.4　發(fā)展我國(guó)非晶合金產(chǎn)業(yè)的主要任務(wù)及存在的問題

　非晶合金產(chǎn)業(yè)的主要任務(wù)

非晶合金產(chǎn)業(yè)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)由非晶節(jié)能材料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量大國(guó)成為非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。非晶節(jié)能材料強(qiáng)國(guó)的主要標(biāo)志是在全球非晶產(chǎn)業(yè)中居引導(dǎo)地位，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定上具有廣泛的參與度與話語權(quán)；掌握核心技術(shù)，具備關(guān)鍵合金配方、關(guān)鍵生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)和制造能力，擁有一批得到全球消費(fèi)者認(rèn)可的自主品牌；產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量規(guī)模、銷售額和盈利水平皆位居世界前列，高端產(chǎn)品占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額；綜合實(shí)力強(qiáng)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、物流、營(yíng)銷與服務(wù)價(jià)值鏈上皆具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力；涌現(xiàn)一批擁有技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力，具備誠(chéng)信、自尊、負(fù)責(zé)、開放與追求卓越價(jià)值觀的大型企業(yè)。

為實(shí)現(xiàn)由非晶節(jié)能材料企業(yè)數(shù)量大國(guó)成為產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)，我國(guó)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)上面臨以下重點(diǎn)任務(wù)：

（1）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè)

加大技術(shù)研發(fā)投入，完善以企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系，行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)要有新的突破，建立一批重點(diǎn)領(lǐng)域共性技術(shù)開發(fā)平臺(tái)，自主創(chuàng)新能力進(jìn)一步增強(qiáng)，發(fā)明專利數(shù)量增加，工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械加工水平明顯提高。發(fā)展一批具有自主創(chuàng)新能力、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)。

未來5～10年，行業(yè)平均研發(fā)投入在銷售收入中的比重達(dá)到3%～5%；擁有10個(gè)以上的國(guó)家認(rèn)定的技術(shù)中心；全行業(yè)在主要產(chǎn)品及關(guān)鍵部件上的發(fā)明專利擁有量年均增長(zhǎng)8%。涌現(xiàn)一批技術(shù)帶頭人。

（2）重點(diǎn)開發(fā)高品質(zhì)非晶節(jié)能材料配方

加大材料配方研發(fā)投入，以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣為目的，開發(fā)新型高性能非晶節(jié)能材料配方。針對(duì)非晶節(jié)能材料不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︼柡痛鸥袘?yīng)強(qiáng)度、磁導(dǎo)率、矯頑力、鐵損、磁致伸縮系數(shù)、居里溫度、磁性的頻率特性和溫度特性等性能要求，以及目前生產(chǎn)設(shè)備的工藝性要求，開發(fā)適合產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)并具有優(yōu)異性能的非晶節(jié)能材料配方，取代目前大規(guī)模使用的知識(shí)產(chǎn)權(quán)已過期的非晶節(jié)能材料配方。

未來5～10年，形成一系列覆蓋所有非晶合金應(yīng)用領(lǐng)域、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的非晶合金配方。

（3）積極推進(jìn)非晶節(jié)能材料生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備研發(fā)

組織專業(yè)技術(shù)人員，積極推進(jìn)非晶節(jié)能材料生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備研發(fā)，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，不斷提高設(shè)備的設(shè)計(jì)合理性、制造加工精度、工藝參數(shù)穩(wěn)定性。提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，完善實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線調(diào)整裝備，提高其監(jiān)測(cè)精度和控制水平，降低人為因素對(duì)生產(chǎn)工藝的影響。突破超薄非晶節(jié)能材料生產(chǎn)設(shè)備，提高寬幅非晶節(jié)能材料生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平和穩(wěn)定性。

未來5～10年，突破超薄非晶節(jié)能材料生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；提高寬幅非晶節(jié)能材料生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平和穩(wěn)定性，使其尺寸偏差、韌性、磁性和成品率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

（4）大力開發(fā)高品質(zhì)非晶合金材料生產(chǎn)工藝和配套后續(xù)處理工藝

基于非晶合金配方的工藝性要求和設(shè)備技術(shù)水平，開展高品質(zhì)非晶合金材料生產(chǎn)工藝和配套后續(xù)處理工藝研究。探索并優(yōu)化原材料供應(yīng)方式、母合金熔煉工藝、制帶工藝、受帶工藝等，提高生產(chǎn)工藝的合理性，縮短生產(chǎn)周期，降低能耗。

（5）大力發(fā)展市場(chǎng)消費(fèi)升級(jí)需求的產(chǎn)品

在電力電子行業(yè)不斷加速升級(jí)換代的大背景下，結(jié)合電力電子產(chǎn)品更新?lián)Q代及對(duì)節(jié)能、高效化、小型化、高穩(wěn)定的需求，開發(fā)實(shí)用化、多樣化、高性能、高能效、精細(xì)化的產(chǎn)品。

針對(duì)農(nóng)網(wǎng)改造用非晶變壓器、非晶電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)、電感器等產(chǎn)品對(duì)節(jié)能和性能的要求，重點(diǎn)發(fā)展附加值高、市場(chǎng)空間大的高端產(chǎn)品。

（6）積極拓展新興非晶節(jié)能材料應(yīng)用領(lǐng)域

結(jié)合技術(shù)開發(fā)能力和新型電力電子產(chǎn)品發(fā)展，積極拓展具有市場(chǎng)潛力的應(yīng)用領(lǐng)域，包括傳感器、磁屏蔽材料等。

　非晶合金產(chǎn)業(yè)存在的問題

（1）設(shè)備整體水平低

安泰科技的核心生產(chǎn)設(shè)備為自行研發(fā)制造，經(jīng)過多年的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累，具備較強(qiáng)的設(shè)備設(shè)計(jì)和加工能力。然而，受限于國(guó)內(nèi)機(jī)械加工行業(yè)的整體水平，安泰科技的設(shè)備與國(guó)際領(lǐng)先水平的日立金屬還有一定差距。除安泰科技自行設(shè)計(jì)加工使用外，目前國(guó)內(nèi)具備設(shè)計(jì)制造非晶節(jié)能材料專用生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)備加工企業(yè)很少，且大多只能模仿加工簡(jiǎn)易的非晶窄帶生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)力量薄弱。設(shè)備整體水平低極大地阻礙了中國(guó)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（2）核心技術(shù)不成熟

非晶節(jié)能材料生產(chǎn)和應(yīng)用涉及的合金技術(shù)很多，且這些技術(shù)分布在不同的領(lǐng)域，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合金配方設(shè)計(jì)技術(shù)、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)技術(shù)、材料應(yīng)用技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)都與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，限制了中國(guó)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密

目前，除安泰科技外，國(guó)內(nèi)具備非晶節(jié)能材料獨(dú)立研究能力的企業(yè)不多，中國(guó)非晶節(jié)能材料的研究主要集中在大學(xué)和研究所等科研機(jī)構(gòu)。由于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密，多數(shù)科研機(jī)構(gòu)的研究都偏重理論和基礎(chǔ)科學(xué)問題研究，開展實(shí)用化技術(shù)研究的單位較少，造成科學(xué)研究與生產(chǎn)脫節(jié)，專業(yè)技術(shù)人員培養(yǎng)欠缺。

（4）企業(yè)規(guī)模小，自主創(chuàng)新能力欠缺

由于多數(shù)國(guó)內(nèi)非晶節(jié)能材料生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模較小，企業(yè)在技術(shù)方面的投入有限，均缺乏自主創(chuàng)新能力。

（5）銷售渠道不夠豐富

由于非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)缺乏規(guī)范的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，非晶節(jié)能材料和用戶間的聯(lián)系不夠緊密，很多應(yīng)用領(lǐng)域剛剛起步等原因，非晶節(jié)能材料的銷售渠道還不夠豐富。

（6）配套應(yīng)用技術(shù)不成熟

非晶節(jié)能材料的潛在應(yīng)用領(lǐng)域很多，各應(yīng)用領(lǐng)域都對(duì)磁芯的設(shè)計(jì)和加工方式提出了不同的要求，需針對(duì)性開發(fā)設(shè)計(jì)和加工技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)非晶節(jié)能材料的應(yīng)用技術(shù)不夠成熟，直接影響了非晶節(jié)能材料的市場(chǎng)推廣速度。

（7）根據(jù)用戶需求提供對(duì)口材料種類能力差

非晶節(jié)能材料的應(yīng)用領(lǐng)域很多，且各應(yīng)用領(lǐng)域和工作環(huán)境對(duì)非晶節(jié)能材料的磁性能等要求不同，目前非晶節(jié)能材料在不同領(lǐng)域應(yīng)用的性能要求研究不夠深入，根據(jù)用戶需求提供對(duì)口材料種類能力差。

　非晶合金產(chǎn)業(yè)鏈上的主要技術(shù)壁壘

根據(jù)前述對(duì)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)鏈上涉及的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)分析和研究現(xiàn)狀分析，非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)鏈上的主要技術(shù)壁壘如下：

（1）合金配方設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性和實(shí)用性

擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和優(yōu)異性能的合金配方是我國(guó)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)向強(qiáng)國(guó)發(fā)展必須具備的條件之一。目前國(guó)內(nèi)使用的合金配方大多為美國(guó)和日本在20年前開發(fā)的，雖無知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，但是產(chǎn)品性能落后于國(guó)際領(lǐng)先水平。盡管國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)開展了大量的合金配方設(shè)計(jì)開發(fā)工作，形成了一大批文章和專利，軟磁性能包括飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁導(dǎo)率、矯頑力、鐵損、磁致伸縮系數(shù)、居里溫度、磁性的頻率特性和溫度特性等性能均在不同合金配方上取得了不同程度的突破，但是目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的非晶軟磁合金材料配方依然主要是20年前美國(guó)開發(fā)的Metglass系列合金和日立金屬開發(fā)的Finemet系列合金。其原因主要是非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)不成熟，之前非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室研究和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)室合金配方開發(fā)往往片面考慮提高其磁性能，而沒有顧及非晶形成能力、雜質(zhì)敏感性、合金成分范圍等重要工藝性參數(shù)。

（2）非晶專用設(shè)備設(shè)計(jì)和加工技術(shù)欠缺

非晶節(jié)能材料的生產(chǎn)設(shè)備不同于傳統(tǒng)冶金設(shè)備，需要特殊設(shè)計(jì)和制造。由于各非晶設(shè)計(jì)加工企業(yè)技術(shù)力量薄弱、投入小、加工設(shè)備差、操作人員技術(shù)水平低等原因，目前具備設(shè)計(jì)制造非晶節(jié)能材料專用生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)很少。銅輥的跳動(dòng)控制技術(shù)、銅套水路設(shè)計(jì)技術(shù)、銅輥精加工技術(shù)、噴嘴包設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)收帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)等都與國(guó)際領(lǐng)先的日立金屬存在較大的差距。

（3）精密監(jiān)測(cè)和控制裝置設(shè)計(jì)及加工技術(shù)欠缺

非晶節(jié)能材料生產(chǎn)過程中對(duì)工藝參數(shù)穩(wěn)定性要求極高，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置是保證工藝參數(shù)穩(wěn)定的前提條件。目前，除安泰科技自行設(shè)計(jì)加工的生產(chǎn)線外，國(guó)內(nèi)的非晶節(jié)能材料生產(chǎn)線大多比較簡(jiǎn)單，缺乏基本的監(jiān)測(cè)和控制裝置，監(jiān)測(cè)和控制大多靠生產(chǎn)工人的經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線的輥面實(shí)時(shí)修磨裝置、輥溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置、噴嘴包液位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置、帶材厚度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置、鋼液溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置、輥?zhàn)扉g距實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線控制裝置均存在缺少或測(cè)控精度不夠等問題。

（4）合金冶煉技術(shù)缺乏合理性和針對(duì)性

產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)非晶節(jié)能材料的母合金熔煉或二次重熔大多是在空氣或真空中使用感應(yīng)熔煉進(jìn)行的，熔煉溫度、熔煉時(shí)間、原料加入順序、擺放方法等都直接影響合金熔煉的均勻性、氧的引入量和合金元素的揮發(fā)量，不同合金配方對(duì)熔煉工藝的要求差別很大，國(guó)內(nèi)目前比較缺乏針對(duì)不同非晶節(jié)能材料配方熔煉技術(shù)的系統(tǒng)研究。

（5）耐火材料選擇和加工技術(shù)薄弱

耐火材料是非晶節(jié)能材料生產(chǎn)的主要耗材，也是整個(gè)生產(chǎn)線的核心部件之一。熔煉和中間包坩堝用耐火材料的選擇直接影響鋼液中雜質(zhì)的引入量和坩堝的使用壽命，噴嘴材質(zhì)和加工直接影響單爐產(chǎn)量、帶材最大寬度和噴嘴的更換頻率，噴嘴的更換頻率決定生產(chǎn)效率。目前國(guó)內(nèi)的耐火材料選擇和加工技術(shù)薄弱，尤其是噴嘴的材質(zhì)和加工極大地限制了非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（6）原材料雜質(zhì)含量評(píng)價(jià)和遴選技術(shù)薄弱

不同的合金體系對(duì)于雜質(zhì)的敏感性和容忍度是不同的，國(guó)內(nèi)非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)缺乏對(duì)于雜質(zhì)含量的系統(tǒng)全面研究。

（7）生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)技術(shù)薄弱

由于大部分非晶節(jié)能材料生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)力量薄弱，在技術(shù)研發(fā)方面投入有限，除安泰科技以外，大部分企業(yè)不具備根據(jù)設(shè)備狀況和合金配方特性調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)的能力。

（8）非晶節(jié)能材料應(yīng)用選擇和熱處理工藝設(shè)計(jì)技術(shù)薄弱

非晶節(jié)能材料應(yīng)用選擇涉及非晶節(jié)能材料和電力電子器件兩個(gè)領(lǐng)域，且非晶節(jié)能材料和電力電子器件的種類都非常多，因此正確選擇非晶節(jié)能材料就成了一件非常重要而且困難的工作，受限于國(guó)內(nèi)了解非晶節(jié)能材料和電力電子器件的綜合人才的欠缺，非晶節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)整體的應(yīng)用選擇技術(shù)實(shí)力比較薄弱，這也很大程度上限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。非晶節(jié)能材料種類多樣，且新型非晶節(jié)能材料配方和熱處理工藝不斷發(fā)展，要求熱處理工藝設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展。

（9）磁芯配套的設(shè)計(jì)加工技術(shù)發(fā)展滯后

非晶節(jié)能材料熱處理后呈脆性且應(yīng)力敏感、硬度高，對(duì)磁芯的設(shè)計(jì)加工技術(shù)要求較高，非晶節(jié)能材料制造磁芯的設(shè)計(jì)加工技術(shù)發(fā)展滯后也很大程度上限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。