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勤专苦研,表面处理材料行业的佼佼者

--专访重庆立道新材料科技有限公司

来源:本站    发布时间:2020/7/8 2:53:55    浏览次数:448    

在机械电子等制造中,物件表面经过预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况,以获得表面所需性能的系统工程,被称为表面工程。其主要目的是改变固体金属表面形态或者化学成分,获得表面所需的性能。

大到一台设备,小至一个零部件,都需要通过表面处理,达到去污、防锈、增强性能的目的。而很多人不知道,表面处理工程看似简单,其实却蕴含着大学问和大市场。

在重庆市江津区的德感工业园,有一个占地约40多亩的企业,如果你开车经过,掩映在绿树丛中的厂房简单而安静。而这里,其实深藏着一家拥有国际先进技术水平、在国内生产产品种类最多、涉及表面处理领域最广的企业——重庆立道新材料科技有限公司(以下简称“立道新材料”)。

6月末,趁着梅雨季难得的半晴半雨天,记者一行来到了这家看似不起眼,但却深藏大内容的企业。

 

谁掌握无氰电镀技术,谁占领行业制高点

立道新材料成立于世纪之初的2000年,前身安营扎寨在九龙坡区的白市驿,主要生产汽车用高分子水性涂料,多为长安汽车配套,年产值6000多万元。

作为立道的掌舵人,立道新材料的董事长兼总经理胡国辉深耕表面处理领域,不断探索求新。但是,受国内基础材料和研发条件等限制,生产的水性涂料产品在性能上始终比不上国际顶级产品。“那个时候,国内水性涂料高端市场几乎完全被美国、德国、日本等国家的大企业所垄断。”胡国辉说。

机会总是留给有准备的人。2007年,胡国辉在美国考察时发现,美国知名企业正投入大量人力物力研发无氰镀银、无氰镀铜等技术,这意味着,更加环保无污染的表面处理技术绝对是未来发展的趋势。

“在国内,这项技术尚处于空白。可以这么说,谁最先掌握了无氰电镀技术,谁就能占领电镀行业的制高点,收获这个市场。”胡国辉说。

和过去的电镀技术相比,无氰电镀具备环保、无毒、清洁、优异导电等性能,尤其是环保这一加分项,随着电子通信行业的兴起和清洁安全生产的理念,无氰电镀发展空间巨大。

 

站在巨人的肩膀上

回到重庆,胡国辉带领技术团队一头扎起无氰电镀的研发中,他们废寝忘食地收集、查阅大量资料,竟意外发现,上世纪60年代,我国为了解决电镀原辅材料和技术问题,曾经成立过电镀无氰化工作组,集合了当时全国30多名专家和大批企业,大力研究无氰电镀,虽然因当时的信息、材料、检测手段等多种原因,尚未能系统解决无氰电镀的工艺技术问题,但在很多地方取得了重大进步。

“中国人很聪明,我们站在了巨人的肩膀上,就一定能取得收获。”胡国辉信心大增。2008年,胡国辉将立道新材料迁至德感工业园,联合中国人民解放军后勤工程学院欧忠文教授、重庆大学化工学院魏子栋教授等专家,正式展开无氰电镀技术攻关。

“无氰镀银,就是用另外的物质来代替氰化物。这项技术说起来似乎简单,但做起来却非常难。”回忆起当年的辛苦研发史,胡国辉面色略显严肃。

银是一种极不活跃的金属,氰化物却具有极高的络合能力,可与银产生络活物,进而在电镀过程中在镀件上还原析出银,而能替代氰化物且无毒无害的材料并不好找。“这种替代不仅要解决科学理论上的问题,还要解决工艺技术和生产应用的问题,是一个非常复杂的系统。”胡国辉说。

 

以问题为导向,攻克技术难关

以问题为导向,是立道新材料的企业研发之道。“我们决定,以原无氰化组的科研成果为技术方向,围绕期间所遇到的问题进行逐个突破。”

以无氰镀银表层变色问题为例。当年的专家已经能用无氰电镀工艺生产出镀银产品了,但镀出来的银层很快变色。因缺乏先进的检测设备,找不出镀层变色的原因,也就无法从根本上解决这个问题,他们只能把银层镀厚一点,然后打磨抛光,效率非常低。

而立道公司展开这项研究时已拥有先进的扫描电镜设备。他们通过用扫描电镜检测发现,无氰镀银表层变色的原因,是刚沉积的镀银表层粒子活性太高,容易通过表面反应而变色。这些表层粒子的直径只有几十纳米大小,过去是无法检测出来的。

找到原因后,他们对症下药,在添加剂中加入一种引发剂,解决了表层变色的问题。

同时,立道公司还在借鉴国外技术的基础上进行再创新,从而绕开对方的专利技术。

原电镀无氰化组在研究氰化物替代物时,一直用单一的材料来做实验,而美国是用多种材料进行组合来代替氰化物,其中所用的引发剂是丁酸。立道公司就借鉴了这一技术,不过用另外的材料组合来解决了这个问题。其中所用引发剂,就是将葡萄糖酸进行变性后所形成的材料。

之后,重庆立道又针对电镀复杂镀件时易发生镀层不均、部分镀层起泡的问题,研发出了走位剂。

 

无氰电镀技术处于国际先进水平

经过几年的埋头苦干,2011年,立道新材料形成了成熟的无氰镀银技术,在山东、重庆多家企业投入应用,取得成功。

2011年,胡国辉全力投入无氰电镀领域,又相继攻克了无氰镀铜、无氰化学镀金等技术。

“立道新材料致力于表面工程技术的研发、生产和销售,正是由于以市场为导向,市场上需要什么,公司雄厚的研发功底就全力攻关什么。”

如今,打开立道新材料的搜索引擎,对于立道新材料的经营范围赫然写着:专业研制、开发、生产、销售各种金属前处理制剂、无氰电镀、电子电镀、化学镀、常规电镀添加剂、纳米特种涂料、防冰涂料及相关化学品。

“立道新材料主要经营生产、销售金属处理制剂、金属非金属表面转化产品、化工原料及化工产品(不含化学危险品);环保设备、表面处理设备及各类非标设备的设计、制造及技术咨询、服务。尤其是无氰镀银技术,在表面工程技术领域处于国际先进水平。”胡国辉说。

2017年,在“无氰镀银工艺技术开发及应用示范”科技成果评价会上,专业评审一致认为,此项目开发了一种无氰镀银电镀液及电镀工艺,镀层性能达到而且部分超过氰化镀银指标;镀液稳定,维护管理简单;生产应用综合成本低于氰化镀银,而且该项目技术实现了规模化生产,并在多家航空航天企业应用,经济、社会效益明显。

 

安全环保的电镀材料

在一般人眼里,这种装在在白色炉料桶装里的液体平平无奇,而当它一旦用于电镀工艺上,它就焕发出极大的力量。

“这种液体就是电镀液添加剂,它由多种材料组合而成,用以替代氰化物的新型络活剂。”胡国辉说,对机器零部件、设备进行电镀时,加入电镀液后,就可实现无氰电镀。

“立道新材料研发的无氰电镀添加剂,不仅技术先进,还价格便宜,各项技术指标均优于国外同类产品。”胡国辉说,以无氰镀铜的电镀液温度为例,用美国的产品需要达到60℃,而用立道公司的产品只需要40℃,能源成本远低于国外公司。

这一技术突破获得了国家相关部门的重视,2017年,“无氰镀银工艺技术开发及应用示范”项目获得了中国表面工程协会科学技术奖一等奖。专家们一致认为:无氰镀银镀液不含氰化物等剧毒物质,实现镀银无氰化,环保安全;镀液稳定,工艺参数范围宽,操作维护简单,成本低于氰化电镀;可取代现有氰化镀银技术。

在相关经济技术指标一栏,也明确写道:镀层外观白亮均匀,表面平整,结晶细致,与氰化电镀相当;镀液的阴极电流效率达98%以上,稳定性、分散能力和深镀能力优良;镀层的焊接性、导电性、抗变色性能和柔软度等满足镀银层相关国家标准要求;槽液维护管理简单,综合使用成本低廉(不高于氰化电镀)。

2018年,立道新材料与贵州航天精工筹建贵州省表面处理工程技术研究中心,成为重庆市唯一一家民企与大型国企签订战略合作的项目。

 

做表面处理全过程环保材料

目前,国产大飞机、移动4G基站已采用重庆立道的无氰电镀技术,一些跨国公司也在开始使用该公司的无氰电镀技术。

“以无氰镀银为开端,立道新材料陆续解决了无氰镀镉、无氰镀铜、化学镀厚铜等相关的技术突破,目前,公司现有产品品种120多类,固定用户500多家,主要用于汽车、摩托车、家用电器及军工产品等零部件的表面处理。”胡国辉说。而除了无氰电镀技术以外,公司还具备研发生产电子微电子材料电镀、纳米与传统工艺结合、特种新材料、生态环保高端装备的能力。”胡国辉自信地介绍说,立道新材料申请了30多项自主发明技术,拥有贯穿所有表面处理的技术和产品。

2019年,国际表面工程(上海)展览会、ProSF 2019国际表面工程论坛暨中国表面工程行业年会在上海举行,在这届表面工程盛会上,胡国辉代表立道新材料作了题为《新时代我国表面工程的现状与发展》的主题报告,获得广大莅会行业专家人士的高度赞同与关注。

由立道新材料与相关企业共同制定的《无氰镀银层通用规范》(T/CSEA  8-2019)和《金属覆盖层-钢铁上的锌-铁合金电镀层》(T/CSEA  10-2019)标准成功获得中国表面工程协会颁布,标志着重庆立道在表面处理电镀方面研究工作获得了行业内的高度认可。

作为目前我国在该领域唯一一个已成系统解决无氰电镀技术的高新技术企业,立道新材料起点高,视野开阔。

“按照立道新材料的发展规划,下一个目标,是争取在2023年,成为表面工程行业的领袖企业,为表面行业提供更优质的产品和服务。”胡国辉踌躇满志,信心百倍地说。

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