突破關鍵技術難題丨他們研發出航(háng)空領域用超(chāo)軟海綿鈦

日(rì)前,攀鋼集團(攀枝花)鈦金屬材料有限公司參與研發的《航空領域用(yòng)超軟海綿鈦製備關鍵技術開發及應用》成果,獲得2023年度中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。

該項成果攻克了超軟海綿鈦製備過程中雜質元(yuán)素協同控製和致密結構調控等行業共性(xìng)技術難題,實現了航空領域用關鍵鈦金屬材料進口替代。

“精四氯化鈦雜質含量是多少?海綿鈦的(de)HB是(shì)多少?”這是新生(shēng)產線試生產以來,攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司特級研究員李開華與(yǔ)攀鋼集團(攀枝花)鈦金(jīn)屬材料有限公(gōng)司(以下簡稱“攀鋼鈦材”)製造部產品質量(liàng)工(gōng)程師張敏(mǐn),每天都要溝通的(de)問題(tí)。

3月8日,走進位於攀枝花釩鈦高新區(qū)的攀鋼鈦材廠區(qū),記者在張敏帶領下參觀(guān)了3.5萬噸海綿鈦擴能項目試生產現場,而(ér)這條生產線也是其所在科研團隊正(zhèng)在攻關的(de)重點產線。


攀鋼鈦材的生產線

克難關“核心技術必須掌握在自己手裏”

鈦(tài)及鈦合金具有強度高、重量輕、耐腐蝕、耐高溫、無磁性等特點,可被(bèi)廣泛應用於航空、航天、醫療、海洋工程等領域(yù)。但在攀西地區,這種金屬長期遭遇尷尬(gà):一(yī)方麵品質搞不上去,一方麵價格成本降不下來。

“鈦在自然界中存在非常分散,提取到純鈦金屬(shǔ)非常艱難,想(xiǎng)要進行大(dà)批量的工業化生產更是難上加難。提純後的鈦像海綿形狀一樣,有很(hěn)多小孔(kǒng)。所以(yǐ)人們一直稱(chēng)這種較為純正的鈦為海綿(mián)鈦。”李(lǐ)開(kāi)華回憶說,2011年(nián)6月11日,攀枝花生產出了第一塊海綿鈦,開啟了攀(pān)西鈦資源高端(duān)應用。

李(lǐ)開華、張敏所在科研團隊在海綿(mián)鈦技術(shù)領域已深耕(gēng)16載,獲得省部級科技進步獎10項(xiàng),全國發明展覽會金獎5項,獲中國授權發明專利40餘項。


超軟海綿鈦(tài)

為何近年來將研究方向錨定超軟海綿(mián)鈦?李開(kāi)華告訴記者,超軟海綿鈦是高品(pǐn)質海綿鈦,具有低雜質含量(liàng)、低布氏硬度、高(gāo)疏鬆(sōng)性等顯著特性。由於其安全性和(hé)韌(rèn)性強(qiáng)、加工塑(sù)性好,是製造航空(kōng)領域核(hé)心零部件(jiàn)的重要基礎材料。但由於超軟海綿鈦(tài)製備的核心技術長期被國外壟斷,國內主要依賴於進口。“以國家(jiā)戰略需求(qiú)為導向,我們開展了航空領域用超軟海綿鈦(tài)製(zhì)備關鍵技術開發及應用的課題攻關。”

曆時7年,該科研(yán)團隊先後攻克了超軟海綿鈦製備(bèi)過程(chéng)中雜質元素協同控製和致密結構調控等行業(yè)共性技術難(nán)題(tí),形成了基於攀西資(zī)源生(shēng)產(chǎn)高品質海綿鈦的成套(tào)產業化技術,並成功運用於批量生產。看到實驗室裏一個個數據,變為車間裏的一桶桶超軟海綿鈦,李開華感慨說:“新質生產力持續發展要求我(wǒ)們必須(xū)將核(hé)心技術掌握在自(zì)己手裏。”


記者參觀攀鋼鈦材的產品倉庫

產業化“新的挑戰已經到來”

記者來到攀鋼鈦材2萬噸/年海(hǎi)綿(mián)鈦生產線,目之所及,一片熱火朝天,工人們聚精會神、精細操作,起重機、叉車等相互配合、緊密協作。

“2023年公司高品質海綿鈦的產量已占到總產量(liàng)的34%,去年全年實現科技創效(xiào)5995萬元。”張(zhāng)敏介紹說,他(tā)們生產的超(chāo)軟海綿鈦,已在國內關(guān)鍵(jiàn)核心領域得(dé)到批量應用,並於2023年實現外貿出口(kǒu)。

他告訴記者,超軟海(hǎi)綿鈦的批量生產,意味著不僅(jǐn)是在航空航天領域,在3D打印、醫療器械、冶金化工、體育等領域的超軟海綿鈦使(shǐ)用成本都將(jiāng)得到(dào)大幅度的降低。

但科技成果(guǒ)產業化的過程並非一路坦途,李(lǐ)開華、張敏等人(rén)也遇到了不少新的挑戰。2023年8月,攀鋼鈦材3.5萬噸海綿鈦擴能項目開始試生產,但這條生產線還未實現超軟海(hǎi)綿鈦批量生產,這(zhè)是(shì)什麽原因呢?

“新(xīn)生產(chǎn)線采取了不少新的工藝。老線采取鋁粉除釩、新線采(cǎi)取礦物(wù)油除釩,老線采取(qǔ)流水線式鎂電解工藝,新線采取多極性鎂電解工藝……”張敏(mǐn)舉例說。想用新線生產出超軟海綿鈦,照搬老線的製備技術就行不通了,還需要開展精四(sì)氯(lǜ)化鈦(tài)雜質控製技術研究等。

於是,就出現了文章開頭一幕——生產線上的張敏與實驗室中的李開華每天電話溝通著生產質量情況。他們對突破更多關鍵技術難題充滿信(xìn)心,張敏說:“奮鬥不止,創新不止,希望通(tōng)過我(wǒ)們的努力,盡快實現(xiàn)3.5萬噸海綿鈦擴能項目的超軟海綿鈦批量(liàng)生產。”李開華則表示,想進一步突破(pò)超軟海綿鈦製備過(guò)程中的純淨性、均勻性和穩定性技術難題,繼續為保障國家高端鈦金屬材料的自主供給和鈦產業高質(zhì)量發展貢獻智(zhì)慧和力量。

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