突破關鍵技術難題丨他們研發出航空領域用超軟海綿鈦

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(lǐng)域用超軟海綿鈦製備關鍵技術開發及應用》成果,獲得2023年度(dù)中(zhōng)國有色金屬工業科學技術獎一等獎。

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

“精四氯化鈦雜質(zhì)含量是多少(shǎo)?海綿鈦的HB是多少?”這(zhè)是新生(shēng)產線試生產以來,攀(pān)鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有(yǒu)限公司特級研(yán)究員李開(kāi)華與攀鋼集團(攀枝花)鈦金屬材料(liào)有限公司(sī)(以下簡稱“攀鋼鈦材(cái)”)製造部產品質量工程師張敏,每天都要溝通(tōng)的(de)問題。

3月8日,走進位(wèi)於攀枝花釩鈦高新(xīn)區的攀鋼鈦材廠區,記者在(zài)張敏帶領下參觀了3.5萬噸海綿鈦擴能項目試生產現場,而這條生產線也是其所在科研團隊正在攻關的重(chóng)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”

鈦及鈦(tài)合金具有強度高、重量輕、耐腐蝕、耐高溫、無磁性等特點,可(kě)被廣泛應用於航空、航天、醫療、海洋工程等領域。但在攀西地區,這種金屬長(zhǎng)期(qī)遭遇尷尬:一方麵品質搞不上去,一方麵價格成(chéng)本降不下來。

“鈦在自(zì)然界中存在非常分散,提取到(dào)純(chún)鈦金屬非常艱難,想(xiǎng)要(yào)進行大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,有很多小孔。所(suǒ)以人們一(yī)直稱這種較為純正(zhèng)的鈦為海綿鈦。”李開華回憶說,2011年(nián)6月11日,攀枝花生產出了第(dì)一塊(kuài)海(hǎi)綿(mián)鈦(tài),開啟了攀西鈦資源高端應用。

李(lǐ)開華(huá)、張敏所在科研團隊在海綿鈦技(jì)術領域已深耕16載,獲(huò)得省部級(jí)科技進步獎10項,全國發明展覽(lǎn)會(huì)金(jīn)獎5項,獲中國授權發明專利40餘項。


超軟海綿鈦

為何近年來將研究方向錨定(dìng)超軟(ruǎn)海綿鈦(tài)?李開華告訴記(jì)者,超軟海綿鈦是高品質海綿鈦,具有低雜質含量、低布氏硬度、高疏鬆性等顯著特性。由於(yú)其安全性和韌(rèn)性強、加工塑性好,是製造航空領域核心零部件的重要基礎材料。但由於超軟海綿鈦製備的核心技術長期(qī)被國外(wài)壟斷,國內主要依賴於進口。“以國家戰(zhàn)略需求為導向,我們(men)開(kāi)展了航空領域用超軟海綿鈦製備關鍵技術開發(fā)及應用的(de)課題攻關。”

曆時7年,該科研團隊先後攻克(kè)了超軟海(hǎi)綿鈦製備過程中雜(zá)質元素協同控製和致密結構調控等行業共性技術難題(tí),形成了基於(yú)攀西資源生產(chǎn)高品質海綿鈦的成套產業(yè)化技術,並成功(gōng)運用於(yú)批量生產(chǎn)。看到實驗室裏一個個數據(jù),變為車(chē)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們必須將核心技術(shù)掌握在自己手裏(lǐ)。”


記者參觀攀鋼鈦(tài)材的產品倉庫(kù)

產業化“新(xīn)的挑戰已經到來”

記者來到攀鋼(gāng)鈦材2萬噸/年(nián)海綿鈦生產線,目之所及,一(yī)片熱火朝天(tiān),工人們聚精會神、精細操作,起重機、叉車等相互配(pèi)合、緊密(mì)協作。

“2023年公(gōng)司高品質海綿鈦的產量已占到總產量的34%,去(qù)年全年實現科技創效5995萬元。”張敏介紹說,他們生產的超軟海綿鈦,已在國內關鍵核心領域得到批量(liàng)應用,並(bìng)於(yú)2023年實現外貿出口。

他告訴記者,超軟海綿鈦的批量生產,意味(wèi)著不僅是在航空航天領域,在(zài)3D打印、醫療器械、冶金化工、體育等領域的超軟海綿鈦使用成本都(dōu)將得到大幅度(dù)的降(jiàng)低。

但科技成果產(chǎn)業化(huà)的過(guò)程並(bìng)非(fēi)一路坦途,李開華、張敏等人也遇到(dào)了(le)不少新的挑戰。2023年(nián)8月,攀鋼鈦材3.5萬噸(dūn)海綿(mián)鈦擴能項目開始試生產,但(dàn)這條(tiáo)生產線還未實現超軟海綿鈦批量生產,這是什麽原因呢?

“新(xīn)生產線采取了不少新的工藝。老線采取鋁粉除釩、新線采取礦物油除釩,老(lǎo)線采取流水線式鎂電解工(gōng)藝,新線采取多極性鎂電解工(gōng)藝……”張敏(mǐn)舉例說。想用新線生產出超軟海(hǎi)綿鈦(tài),照搬老線的製(zhì)備技術就行不通了,還(hái)需要開展(zhǎn)精(jīng)四氯化鈦雜質(zhì)控製技術(shù)研究等。

於是,就出現了文章開頭一幕——生(shēng)產線上的張敏與實驗室中的李(lǐ)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心,張敏說:“奮鬥不止(zhǐ),創新不止,希望通過我們的努力,盡快實現3.5萬噸海綿鈦擴能項目的超軟海綿鈦批量生(shēng)產。”李開華則(zé)表示,想進一步突破超軟海綿(mián)鈦製(zhì)備過程中(zhōng)的純淨性、均勻性和穩定性技術難題,繼續為保障國家(jiā)高(gāo)端鈦金屬材料的自主供給(gěi)和(hé)鈦產(chǎn)業(yè)高質量發展貢獻智慧和力量。

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