日前，攀鋼集團（攀枝花）鈦金(jin)屬(shu)材(cai)料有限(xian)公(gong)司參與(yu)研發的《航空領域用超軟海(hai)綿(mian)鈦制備關鍵技(ji)術開(kai)發及(ji)應用》成果，獲得2023年度中國有色(se)金(jin)屬(shu)工業科(ke)學(xue)技(ji)術獎(jiang)(jiang)一等獎(jiang)(jiang)。

該項成果(guo)攻克了超(chao)軟(ruan)海綿(mian)鈦(tai)制備過程(cheng)中雜質元(yuan)素(su)協同(tong)控制和致(zhi)密結構調控等行業(ye)共性技術難(nan)題，實現了航(hang)空領域用關(guan)鍵鈦(tai)金屬材料進口替(ti)代。

“精(jing)四氯化鈦(tai)雜質含量(liang)(liang)是(shi)(shi)多(duo)少？海綿(mian)鈦(tai)的HB是(shi)(shi)多(duo)少？”這是(shi)(shi)新生產線試生產以(yi)來，攀(pan)(pan)鋼(gang)集團攀(pan)(pan)枝(zhi)花(hua)鋼(gang)鐵研究(jiu)院有(you)限(xian)公司特級研究(jiu)員李(li)開(kai)華與攀(pan)(pan)鋼(gang)集團（攀(pan)(pan)枝(zhi)花(hua)）鈦(tai)金(jin)屬材料有(you)限(xian)公司（以(yi)下簡(jian)稱(cheng)“攀(pan)(pan)鋼(gang)鈦(tai)材”）制造部產品(pin)質量(liang)(liang)工程師張敏，每天都要溝通的問題。

3月8日，走進位于攀枝花釩鈦高新區(qu)的攀鋼(gang)鈦材廠區(qu)，記者在張敏(min)帶領下參觀了3.5萬(wan)噸海綿鈦擴能項目(mu)試(shi)生(sheng)產現場，而這條(tiao)生(sheng)產線也是其所在科研團隊正(zheng)在攻關的重點產線。

攀(pan)鋼鈦材的生產線

克(ke)難關“核心技(ji)術必(bi)須掌握(wo)在(zai)自己手里”

鈦及鈦合金(jin)具有強度高(gao)、重量(liang)輕、耐腐(fu)蝕(shi)、耐高(gao)溫、無磁性等(deng)(deng)特點，可被(bei)廣泛(fan)應用于航空、航天、醫療、海洋工程等(deng)(deng)領域(yu)。但在(zai)攀西地(di)區，這種金(jin)屬長期遭(zao)遇尷尬：一方(fang)面品質搞不(bu)上去，一方(fang)面價格(ge)成(cheng)本降(jiang)不(bu)下(xia)來。

“鈦(tai)在(zai)自然界中存在(zai)非(fei)常(chang)分散，提取到(dao)純鈦(tai)金屬非(fei)常(chang)艱難(nan)，想要進行大(da)批量的工業(ye)化生產(chan)更是難(nan)上加(jia)難(nan)。提純后的鈦(tai)像海(hai)綿(mian)形狀(zhuang)一(yi)(yi)樣，有很多小孔。所以人們(men)一(yi)(yi)直稱這種較(jiao)為純正的鈦(tai)為海(hai)綿(mian)鈦(tai)。”李開華回憶說，2011年6月(yue)11日(ri)，攀枝花生產(chan)出(chu)了第(di)一(yi)(yi)塊海(hai)綿(mian)鈦(tai)，開啟了攀西鈦(tai)資(zi)源(yuan)高端應用。

李開華、張敏所在(zai)科研團隊(dui)在(zai)海綿(mian)鈦技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)已深耕16載，獲得省部(bu)級科技(ji)進步獎10項，全國(guo)發明(ming)展覽會金(jin)獎5項，獲中國(guo)授權發明(ming)專利40余項。

超軟海綿鈦

為何近年來將研究方向錨定超(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)？李開(kai)華(hua)告訴記者，超(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)是高品(pin)質(zhi)海(hai)綿(mian)鈦(tai)，具(ju)有低雜質(zhi)含量、低布氏(shi)硬度、高疏松性(xing)等顯(xian)著特性(xing)。由于(yu)其安全(quan)性(xing)和韌性(xing)強、加工塑性(xing)好，是制造航空領(ling)域核(he)心零(ling)部(bu)件的(de)(de)重要基礎材(cai)料。但由于(yu)超(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)制備的(de)(de)核(he)心技術長期被國(guo)外壟斷，國(guo)內主要依賴(lai)于(yu)進口。“以(yi)國(guo)家戰略需求為導(dao)向，我們(men)開(kai)展了航空領(ling)域用超(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)制備關(guan)鍵(jian)技術開(kai)發及應用的(de)(de)課題攻關(guan)。”

歷時(shi)7年，該(gai)科(ke)研團隊先后(hou)攻克了超(chao)軟(ruan)海(hai)(hai)綿(mian)鈦制(zhi)備過(guo)程中雜(za)質元(yuan)素(su)協同控制(zhi)和致(zhi)密結(jie)構調控等(deng)行業(ye)共性技(ji)術難題，形成了基于(yu)(yu)攀西(xi)資源(yuan)生(sheng)產(chan)高品質海(hai)(hai)綿(mian)鈦的成套產(chan)業(ye)化技(ji)術，并成功(gong)運(yun)用于(yu)(yu)批量生(sheng)產(chan)。看(kan)到實驗室(shi)里(li)一(yi)個(ge)個(ge)數(shu)據，變為車間里(li)的一(yi)桶(tong)桶(tong)超(chao)軟(ruan)海(hai)(hai)綿(mian)鈦，李(li)開華感(gan)慨(kai)說：“新質生(sheng)產(chan)力持續(xu)發(fa)展要求(qiu)我(wo)們(men)必須將核心技(ji)術掌(zhang)握在自己(ji)手(shou)里(li)。”

記者參觀攀鋼鈦材(cai)的產品(pin)倉(cang)庫(ku)

產業化“新的挑戰已經到來”

記(ji)者來到攀鋼鈦(tai)材2萬噸(dun)/年海綿鈦(tai)生產線，目(mu)之所及(ji)，一(yi)片熱火(huo)朝(chao)天(tian)，工人們聚精會(hui)神、精細操(cao)作，起重機、叉(cha)車(che)等相互配合、緊密協作。

“2023年(nian)公司(si)高品質海綿鈦的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)量已占到總產(chan)(chan)(chan)量的(de)(de)34%，去(qu)年(nian)全(quan)年(nian)實(shi)現科技創效5995萬元。”張敏介紹說，他們(men)生產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)超軟海綿鈦，已在(zai)國(guo)內關鍵(jian)核(he)心領域(yu)得到批量應用，并(bing)于2023年(nian)實(shi)現外貿出口。

他告訴記者，超軟(ruan)海綿(mian)鈦的(de)批量(liang)生(sheng)產，意(yi)味著不僅(jin)是在航空航天領域(yu)，在3D打印(yin)、醫療器械、冶金化工、體育等(deng)領域(yu)的(de)超軟(ruan)海綿(mian)鈦使用成本都將得(de)到大幅度的(de)降低。

但科(ke)技成果產(chan)(chan)業化的過程(cheng)并(bing)非(fei)一路坦途，李開(kai)華、張敏等人也遇到了(le)不少新的挑戰。2023年8月，攀鋼鈦材3.5萬(wan)噸海綿鈦擴能項(xiang)目開(kai)始(shi)試(shi)生產(chan)(chan)，但這條(tiao)生產(chan)(chan)線還未實現超軟海綿鈦批量生產(chan)(chan)，這是什么(me)原因(yin)呢？

“新生產(chan)線(xian)采(cai)取了不少新的工(gong)藝(yi)。老線(xian)采(cai)取鋁粉(fen)除(chu)釩、新線(xian)采(cai)取礦物油除(chu)釩，老線(xian)采(cai)取流水線(xian)式(shi)鎂(mei)(mei)電(dian)(dian)解(jie)工(gong)藝(yi)，新線(xian)采(cai)取多極性鎂(mei)(mei)電(dian)(dian)解(jie)工(gong)藝(yi)……”張(zhang)敏(min)舉例說。想(xiang)用新線(xian)生產(chan)出超軟(ruan)海(hai)綿鈦(tai)，照搬(ban)老線(xian)的制(zhi)備技術就行不通了，還需要開展精四氯化鈦(tai)雜質(zhi)控制(zhi)技術研究等。

于是，就出現了文章開(kai)(kai)頭一幕——生產(chan)線上的張敏與實驗室中(zhong)的李開(kai)(kai)華每天電話溝通(tong)著(zhu)生產(chan)質(zhi)量情況。他(ta)們對突破(po)更多關鍵技術難題充滿信心，張敏說(shuo)：“奮斗不止，創新不止，希望通(tong)過我(wo)們的努力，盡快實現3.5萬(wan)噸海(hai)綿鈦擴能項目的超軟(ruan)海(hai)綿鈦批量生產(chan)。”李開(kai)(kai)華則表(biao)示，想進一步突破(po)超軟(ruan)海(hai)綿鈦制備過程中(zhong)的純凈性、均(jun)勻性和穩定(ding)性技術難題，繼(ji)續為保障(zhang)國家高端鈦金屬材(cai)料的自(zi)主供給(gei)和鈦產(chan)業高質(zhi)量發展貢獻(xian)智(zhi)慧和力量。