鈦,作為新金屬材料只有50多年的歷史,然而,由于它具有一系列優(yōu)異的性能,使其發(fā)展速度非?,現(xiàn)已成為工程技術(shù)及高科技領(lǐng)域中的關(guān)鍵材料及支撐性材料。鈦有望成為繼鐵、鋁之后崛起的″第三金屬″,甚至有人將21世紀(jì)稱為是″鈦的世紀(jì)″。 鈦由于它的優(yōu)異特性,被廣泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等工業(yè)生產(chǎn)中。金屬鈦生產(chǎn)從1948年至今才有半個世紀(jì)的歷史,它是伴隨著航空和航天工業(yè)而發(fā)展起來的新興工業(yè)。它的發(fā)展經(jīng)受了數(shù)次大起大落,這是因為鈦與飛機制造業(yè)有關(guān)的緣故。但總的說來,鈦發(fā)展的速度是很快的,它超過了任何一種其他有色金屬的發(fā)展速度。這從全世界海綿鈦工業(yè)發(fā)展情況可以看出:海綿鈦生產(chǎn)規(guī)模60年代為60kt/a,70年代為1lOkt/a,80年代為130kt/a,到1992年已達(dá)140kt/a。實際產(chǎn)量1990年達(dá)到歷史最高水平,為105kt/a。1995年鈦的市場開始回升,主要由于B777等民用飛機和高爾夫球桿等民用鈦量大幅度增加, 1996年鈦的需求量達(dá)到一個新的高點。專家預(yù)測今后幾年內(nèi)鈦的需求量將繼續(xù)較大幅度增長。 鈦的資源極其豐富,其含量占地殼重量的千分之六,可開采年限僅次于鐵,可達(dá)五六千年以上。中國的鈦資源居世界之首,據(jù)統(tǒng)計,中國的鈦礦儲量是世界已探明儲量的64%左右,這為中國發(fā)展鈦工業(yè)和擴大應(yīng)用提供了得天獨厚的條件。 目前,主要的產(chǎn)鈦大國為俄羅斯、日本、美國、哈薩克斯坦、烏克蘭、英國和中國等少數(shù)國家掌握完整的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。目前,世界上有能力生產(chǎn)海綿鈦生產(chǎn)廠家僅有:美國的 鈦冶金公司、日本的住友鈦公司和東邦鈦公司、俄羅斯的阿維斯瑪鎂鈦聯(lián)合企業(yè)、哈薩克斯坦的馬斯季卡緬諾戈爾斯克鎂鈦聯(lián)合企業(yè)、烏克蘭的第聶伯鎂鈦聯(lián)合企業(yè)、中國的陜西。 雖然,中國形成了一批國有與民營鈦產(chǎn)業(yè)。但是我們也清醒地看到,中國鈦工業(yè)的總體規(guī)模很小,海綿鈦和鈦材產(chǎn)量均在2500噸/年左右,僅占世界總量的3~5%,與美、日、俄有數(shù)量級的差距。鈦材總體供不應(yīng)求,進口鈦材產(chǎn)量逐年增加。然而,中國鈦材生產(chǎn)能力并未飽和,還存在開工不足現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是多方面的,但鈦及鈦合金材料研究與開發(fā),特別是開發(fā)工作薄弱,整個鈦產(chǎn)業(yè)鏈不通暢,無疑是重要原因之一。 我國鈦材開發(fā)中的問題大致可概括如下: (1)合金牌號多而品種規(guī)格少,開發(fā)深度不夠。除Ti-6Al-4V合金的品種、規(guī)格略多一些外,絕大多數(shù)合金均存在品種單一、規(guī)格少、不配套的問題。大鍛件、型材、焊管、長管、寬厚板、帶材、帶卷、大棒、焊絲是普遍的短缺品種。設(shè)計師想利用國產(chǎn)鈦材,但往往只能作非常有限的選擇。用戶真正選用某個鈦牌號時,常常要立項開發(fā),出現(xiàn)“買不到、等不及、用不起”的情況,只得轉(zhuǎn)而向國外求購。也就是說鈦材雖有國內(nèi)市場,但鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展不起來。 。2)材料應(yīng)用開發(fā)面狹窄,合金用途單一。許多有前景的應(yīng)用領(lǐng)域沒組織力量開發(fā),相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)難題(如成形、機加、焊接、表面處理)等沒有很好解決,合金技術(shù)潛力沒有充分發(fā)揮。 。3)缺少創(chuàng)新性開發(fā)。鈦合金研究主要是仿制,跟蹤俄、美、日、英、法等國,鈦材的開發(fā)從航空航天用材到化工、體育用品用材的開發(fā)也基本上是仿制。有些材料雖然可以出口(如高爾夫球頭),但沒有自己的品牌。 。4)鈦治煉和加工的基礎(chǔ)工作薄弱,在降低產(chǎn)品成本方面沒什么重大突破,同發(fā)展較快的鎂、鋁相比,競爭力相對下降。 上述狀況的出現(xiàn),有技術(shù)與非技術(shù)兩方面的原因,非技術(shù)方面的原因也許起著更大的作用。例如: 。1) 投資渠道少,開發(fā)投資力度小。開發(fā)是風(fēng)險大的投資,研究院所投不起,企業(yè)不愿投。一些國營單位,開發(fā)費用主要靠國家軍工項目撥款,這是一種“有限目標(biāo)、有限費用、做有限工作”的淺層開發(fā)或初級開發(fā)。許多合金開發(fā)僅是針對某一特定用途而進行的,延伸性開發(fā)工作沒有開展。因而品種規(guī)格及應(yīng)用范圍都十分有限。創(chuàng)新性強而風(fēng)險更大的開發(fā)工作自然就更沒人敢做。 。2) 沒有形成低成本、高效率的開發(fā)體系和開發(fā)機制。從全國來看,鈦材的開發(fā)除軍工用材之外帶有很大的自發(fā)性、盲目性和同水平重復(fù)現(xiàn)象。缺乏有組織的分工與布局。在鈦材開發(fā)過程中,競爭與協(xié)作的關(guān)系,開發(fā)單位與示范單位、上游企業(yè)與下游企業(yè)的關(guān)系常處理失當(dāng),開發(fā)資源(熔煉、加工、檢測裝備與信息)缺乏有效的共享,造成開發(fā)成本高,周期長而開發(fā)深度不足。 。3) 其它觀念性障礙。如照搬照抄,“忠于原著”的保守思想,扼殺了研發(fā)者的創(chuàng)新積極性;保密問題處理不當(dāng),造成研發(fā)與應(yīng)用脫節(jié),造成浪費;研發(fā)者市場觀念淡薄,技術(shù)服務(wù)不到家。 總之,如果沒有足夠的投資力度,如果方方面面的關(guān)系不理順,開發(fā)者的權(quán)益與積極性得不到有效保護,觀念不更新,鈦材的開發(fā)就不能順利,整個鈦工業(yè)就難以迅速發(fā)展。 鑒于上述一些實際情況,各國電腦設(shè)備材料制造廠認(rèn)為:鈦的優(yōu)良性能和廣泛的適用性已無容置疑,采用中國鈦的主要障礙是成本高,性價比低。降低成本的首要關(guān)鍵是革新冶煉工藝,降低原生金屬成本,其次是發(fā)展低成本的鈦合金和開發(fā)有利于降低加工與應(yīng)用成本的新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備。如果中國能加強利用攀枝花的低品位共生巖鈦礦研究,生產(chǎn)低成本的海綿鈦或合金海綿鈦,高速新型DVD光磁設(shè)備生產(chǎn)材料商將有機會大量采用中國鈦。
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