日前,攀鋼集團(攀枝花)鈦金屬材(cái)料(liào)有限公司參與研發的《航空領域用(yòng)超軟海綿鈦(tài)製備關鍵技術(shù)開發及應用》成果,獲得2023年度中國(guó)有色金(jīn)屬工業科學技(jì)術獎一等獎。
該項成果攻克(kè)了超軟海綿鈦製備過程中雜質元素協同控製和致密結構調控等行業共性技術(shù)難題,實現了航空領域用關鍵鈦金屬材(cái)料進口替代。
“精四氯化鈦雜質含量是多少?海綿鈦的HB是多少?”這是新生產線試生產(chǎn)以來,攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵(tiě)研究(jiū)院(yuàn)有限公司特級研究員李開華與攀鋼集團(攀枝花(huā))鈦金(jīn)屬材料(liào)有限公(gōng)司(以下(xià)簡稱“攀鋼鈦材”)製造部產品質量工程師張敏,每天都要溝通的問題。
3月8日,走進位於攀枝花釩鈦(tài)高新區的攀鋼(gāng)鈦材廠區,記(jì)者在張敏帶領下參觀了3.5萬噸海綿鈦擴(kuò)能項目試生(shēng)產現場(chǎng),而這條生產(chǎn)線也是其所在科研(yán)團隊正在攻關的重(chóng)點(diǎn)產線。
攀鋼鈦材的生產線
克難關“核心技(jì)術必須(xū)掌握在自己手裏”
鈦及鈦合金具有強度(dù)高、重量輕、耐腐蝕、耐高溫、無磁(cí)性等特點,可被廣(guǎng)泛應用於航空、航天、醫療、海洋工程等領域。但在攀(pān)西地區,這種金屬長(zhǎng)期遭遇尷尬:一方麵品質(zhì)搞不上去,一方麵價格成本降不下來。
“鈦(tài)在自然界中存在非常分散,提取到純鈦金屬非常艱難,想要進行大批量(liàng)的工業化生產更是(shì)難上加(jiā)難。提純後(hòu)的鈦像海綿形狀一(yī)樣,有很多小孔。所以人們一直稱(chēng)這種較為純正的鈦為海綿鈦。”李開華回憶說,2011年6月11日,攀枝花生產出(chū)了第一塊海綿鈦,開啟了攀西鈦資源(yuán)高端應用。
李開華、張敏所在科研團隊在海綿鈦技術領域已深耕16載(zǎi),獲得省(shěng)部級科(kē)技(jì)進步獎10項,全國發(fā)明展覽(lǎn)會金獎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(xiàng)錨定超軟海綿鈦?李開華告(gào)訴記者,超軟海綿鈦是高(gāo)品質海綿鈦,具(jù)有低雜質含(hán)量、低布氏硬度、高疏鬆性等顯著特性。由於其安全性和韌性強、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(dàn)由於超軟海綿鈦製備的核心技術長期被(bèi)國外壟斷,國內主要依賴於進口。“以國家戰略需求為(wéi)導(dǎo)向,我們(men)開展了航空領域用超軟海綿鈦製備關鍵(jiàn)技術開發及應用的課題攻關(guān)。”
曆時7年,該科研團隊先後攻克了超(chāo)軟海綿鈦製備過程中雜質元素協(xié)同控(kòng)製和致密結構調(diào)控(kòng)等行業共性技術難題,形成了基於攀西資(zī)源生產高品(pǐn)質海綿鈦的(de)成套產業化技術,並成功運用(yòng)於批量生產。看到實驗室(shì)裏(lǐ)一個(gè)個數據,變為車間裏的(de)一(yī)桶桶超軟海綿(mián)鈦,李開華感慨說:“新質生(shēng)產力持(chí)續發展要求我們必須將(jiāng)核心技術掌握(wò)在自己手裏。”
記者參觀攀鋼鈦材的產品倉庫
產業(yè)化“新的挑戰已經到來”
記者來(lái)到攀鋼鈦材2萬噸/年海綿鈦生產線,目之所及,一片熱火朝天,工人們(men)聚精會神、精細操作,起(qǐ)重機(jī)、叉(chā)車等相互配合、緊密(mì)協作。
“2023年公司高品質海綿鈦的(de)產量已占到(dào)總產量的34%,去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(nèi)關鍵核心領域得到批量應用(yòng),並於2023年實現(xiàn)外貿出口。
他告訴記者,超軟海綿鈦的批量生產,意味著不僅是在航空航天領域,在3D打印、醫療器械、冶金化工(gōng)、體育等領域的超軟海綿鈦使用成(chéng)本都將得到大幅度的降低。
但科技成果產業化的過(guò)程並非一(yī)路坦(tǎn)途,李開華、張敏等人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(shí)現超軟(ruǎn)海綿鈦批(pī)量生產,這是什麽原因呢?
“新生產線采取了不少新的工藝。老線采取鋁粉除釩、新線(xiàn)采取礦(kuàng)物油除(chú)釩(fán),老線采取流水線式鎂電解工藝(yì),新線采取多極性鎂電(diàn)解工藝……”張敏舉例說。想用新線(xiàn)生產出超軟海綿鈦,照搬老線的(de)製備技術就行不通了(le),還需要開展精四氯(lǜ)化(huà)鈦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(yǔ)實驗室中的(de)李開華每天電話溝通著生產質量情況。他們對突破更多(duō)關鍵技術難題(tí)充滿信心,張敏說:“奮鬥不止,創新不(bú)止,希望通過我們的努力(lì),盡快實現3.5萬噸海綿(mián)鈦擴能項目的(de)超軟(ruǎn)海綿鈦批量生產。”李開華則表示,想進一步突破超軟海綿鈦製備過程中的純淨性、均勻性和穩定性技術難題,繼(jì)續為保障(zhàng)國家高端鈦金屬材料的自主供給和鈦產業高質量發(fā)展貢獻智慧和力(lì)量。
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