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宝鸡钛业:打破垄断,实现国产化里程碑

近日,由宝鸡钛业股份有限公司与国机重装所属中国重型机械研究院股份公司共同组成的验收专家组,对双方合作研发完成的“钛合金型材快速脉冲锻打整形设备验证机”项目进行验收。该项目的产品验收终于得到专家组一致同意,项目终于通过验收。

目前,宝鸡钛业股份有限公司与国机重装所属中国重型机械研究院股份公司已经就工业机的建设展开紧密合作,积极推进工业机的开发研制工作,尽快实现钛合金型材脉冲锻打整形的工业化生产。

中国最大的钛合金生产及科研基地

宝鸡被誉为“中国钛谷”,作为先进结构材料,钛及钛合金是宝鸡城市的一张“金名片”。2019年,宝鸡市先进结构材料产业集群进入第一批国家战略性新兴产业集群发展工程,这让“中国钛谷”宝鸡有了再次腾飞的机会。

作为国家重要的钛及钛合金生产基地,宝鸡拥有“中国宝钛”和“中国钛谷”两大国家及国际知名品牌。目前全市聚集了以钛为主,包括镍、钨、钼、钽、铌、锆、铪等稀有金属及其合金的科研、生产、加工、贸易和流通企业500余家,其中规模以上加工类企业65家,产值过200亿元的企业1家,亿元以上的企业16家,高新技术企业27家。主要产品有钛铸锭、钛锻件、钛板、钛棒、钛丝、钛管、钛粉、钛设备、钛复合材等。

中国钛谷项目包含宝钛集团钛产业高质量发展建设项目,建设年产3万吨金属复合材、1万吨高品质钛及钛合金铸锭、2000吨管材、型材、宇航级宽幅钛合金板材生产线,建成检测、检验中心及科研中试平台;钛及新材料产业园项目,建成钛及钛合金产业研究院、钛应用孵化中心、环保处理中心等。而宝鸡钛业目前已是中国最大的钛合金生产及科研基地。

钛合金作用多,但是性价比受限于进口价格

钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点,故被广泛应用在汽车工业中,应用钛合金最多的是汽车发动机系统。利用钛合金制造发动机零件有很多好处。钛合金的密度低,可以降低运动零件的惯性质量,同时钛气门弹簧可以增加自由振动,减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率。

减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小,提高发动机的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力,缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻。零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱,改善发动机的性能。

另外,钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等。在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用。

而通过目前市场的情况可以得出,目前阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。

宝鸡钛业历时3年多,项目成功得来不易

而钛合金型材生产的关键设备——脉冲锻打整形设备验证机,历时3年多的艰苦努力,其项目组终于攻克并解决了整机设计集成、主机头高频运动、自动连锁控制、快速均匀加热、耐热组合模设计、送进稳定性控制、变形方式与质量控制等诸多关键技术与工艺方法;该设备具有结构简单、击打频率高(≥20次/秒)、运行稳定可靠的特点,可满足小截面钛合金型材的高频脉冲锻打加工变形要求, 从而圆满完成了合同及技术协议的要求,并得到多件典型钛合金工件锻打合格样品。

脉冲锻打是钛合金薄壁型材科研生产工艺流程中的关键核心工序之一,是保证钛合金薄壁型材外观形状、尺寸精度和表面质量的必备手段。国际上只有极少数钛材生产企业拥有该套设备并掌握其工艺技术。我国因缺少脉冲锻打设备及其成套工艺技术,导致宇航用钛合金薄壁型材只能依赖进口。为尽快实现钛合金薄壁型材的国产化,公司决定与国机重装所属中国重型机械研究院股份公司进行强强联合,组成攻关项目组,共同推进脉冲锻打设备的研发。国机重装所属中国重型机械研究院股份公司作为重装行业的国家级科研院所,在重型挤压与锻造装备研发方面具有雄厚的科研实力和一流的人才队伍,研发了数百台套国内首屈一指的新装备,获得行业内用户的称赞。

打破垄断,实现国产化里程碑

“钛合金型材快速脉冲锻打整形设备验证机”项目属我国企业首次自主开发的钛合金型材整形加工装备及工艺,具有结构新颖、自动化程度高、效率高、精度高,适用于多品种加工等特点,符合国家安全、节能、环保、卫生等有关规定,为宝鸡钛业公司钛合金型材的精密加工平台的实现创造了先期条件。

该设备及工艺的成功研制,有利于推动公司打通钛合金型材全生产流程,拓展新材料新产品的开发和研制,进一步巩固公司在国内钛加工行业的地位;也有利于满足我国航空航天以及国防工业对小截面钛合金薄壁型材的急需,实现钛合金型材进口替代,解除我国对国外产品的依赖,打破国外的技术封锁和产品垄断,保证我国航空用钛合金型材材料供货。

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