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从十届钛会看钛行业的主要发展趋势

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2008-07-18 | 浏览:1961 ]

1 世界钛材生产量反复波动、徘徊不前 2002年钛材产量57000T,低于峰值年1992年(62000T)、1997年(61000T)、和2001年(63000T)水平。这主要是由于9.11事件的影响,美国航空业仍未复苏及整个世界经济不景气造成的。 东欧剧变,前苏联解体,使得尔后的独联休钛工业遭受重创、国内市场严重委缩,出口也遇到很大的阻力。目前俄罗斯的钛材产量已恢复到15000t/a的水平,其中约70%的出口,是世界出口钛材最多的国家。 2 日本和中国的钛材生产基本是稳定上升 日本和中国都是民用型(非航空应用)为主的钛工业国,受航空与军工的影响较小。 近10年来,日本钛生产量与使用量均增长约1倍。钛材使用量由1982年的3446T上升到2002年的7256T,这是日本钛协大力发展非航空用钛、推广钛应用技术、开发钛市场的结果。日本的经验是值得各国重视的。 中国是近期世界钛工业发展最快的国家。2002年,海绵钛和钛材连创历史最好水平。海绵钛突破3000T,钛材突破5000T,但仍供不应求,大量进口。2002年中国钛材进口2962T,增长32.2%;出口1155T,增长18.8%。2002年中国海绵钛消费能力已达8000T(实际产量3208T),钛材消费已超过7000T(实际产量5482T),中国钛材占世界钛材的比例已由2000年的4.2%上升到2002年的9.8%。 3 降低成本是发展钛工业的最根本的问题 实践表明,钛是一种非常好的轻型结构材料、新型功能材料和生物医学材料,在许多领域,可与传统金属材料竞争。是成本高限制了它的潜在应用。为此,各国已在从冶炼(海绵钛和钛粉的制备)、熔炼(铸锭生产)、加工(半成品生产)、残钛回收及应用(成形、机加、焊接、表面处理等)各个环节寻找降低钛产品价格、提高其性价比的方法。 钛研究的重点已由新合金的研究转向现有合金的开发利用上。在本届钛会上,讨论两相钛合金Ti-6Al-4V和高近β合金的Ti-10-2-3论文特别多。新合金仅限于几个低模量的生物医用钛合金、高尔夫球头用钛合金和阻燃钛合金。 4 钛工业的进步主要表现在钛生产技术上而5 不6 是生产规模上 钛工业的技术进步主要表现在下列几个方面。 4.1 提取冶金技术 英国的FFC技术:用二氧化钛直接电解还原生产钛粉或合金海绵钛(EDO工艺,Electro-dexidation),它是剑桥大学D.Fray,G.Chen等发明的。目前剑桥大学与Qinetiq公司在继续研究;2003年美国DARPA提供资金,在美国进行工业扩大试验,未来4年内美国Timet将投资1230万美元。 其它国家的研究:印度、澳大利亚、日本、意大利、中国都在研究或改进海绵钛生产工艺,有些是局部的改进,有些为重大创新;日本有4种新工艺:①OS工艺-在Cacl2熔池中热电化学还原Tio2(OS process)(R.0. Suzuki,京都大学)Kyoto;②用Kroll法制取5N超纯钛坯条(T. Hyodo,sumitomo钛公司);③直接电冶法-通过DC-ESR法将电解与熔炼相结合制取钛(T. Takenaka, Toyohashi丰桥工业大学);④预成形还原工艺制取钛粉(Preform Reduction Process)(T.H.Okabe,Tokoyo大学)。 4.2 铸锭技术 电子束冷床炉熔炼:美国Allvac公司装备了全世界最大的EB冷床(1999年 ),功率为5600KW,8枪,2炉床,2坩埚,2供料系统,最大锭生22.7t(圆形、方形),能熔制860mm*1420mm扁锭,直接轧成板材。 等离子冷床炉熔炼:美国RMI安装了新PA炉(2001年),功率为1500KW、锭重7t(圆形、方形),可轧制和锻造。 美国Timet、波音、洛克希德马、Northrop Grumaan4家联手,用TIMT和Allvac熔炼的方锭直接制成Ti-64板材(见EB)。新式冷床炉概念:多次冷床与多热源(这是美国人新提出的设计)。等离子枪+非自耗旋转电极,具有高生产率与低成本优势。发展控制成分与减少缺陷的计算机模拟技术。 4.3 变形加工技术 发展锻造与轧制的计算机模拟技术(UFC):生产无序、无结构、低噪声、良好超声检测性和更均匀力学性能的材料。 用轧制成型代替等温锻造生产屐要盘件(美国USAF计划)。 近净成形工艺(UGLGYFAJ):TI-6242,大型薄壁铸件(1mm);取消焊接和紧固件,促进整体化;减少装配时和重量,降低成本。 激光加工技术:激光修理;激光沉积。 加工设备大型化:美国Solar公司2001年安装了Φ1.6m*8m可装23t炉料的世界最大的大型氦淬炉(热处理炉大型化);PTI公司安装了5000t卧式水压机(2001年),坯料Φ400mm。生产长达25m圆棒、型材和空心挤压Ti合金、不锈钢和Ni合金。 4.4 先进的钛应用技术 俄罗斯用75000t锻压机生产Ti-1023起落架,锻件重3210kg,是世界上最大的航空锻件,它用于世界最大的民航机A380。 4.5 民用进展 钛建筑:典型应用有日本体育馆、英国科学中心、中国国家大剧院、法国古教堂修理。 海洋工程:日本海湾大桥桥墩(钢包钛建筑)、渔船;美国海上采油装置。 生物医学应用:骨头、内支架。 汽车:德国LUP 313L型汽车弹簧;ACD公司 γ-TiAl汽车阀门;美国LCB合