國(guó)內(nèi)鈦合金鑄造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

張衛(wèi)剛，李媛媛＊，王 鵬，閆文娟，董新飛

（西部金屬材料股份有限公司，陜西 西安 710201）

1 鈦合金鑄造技術(shù)簡(jiǎn)介

鑄造鈦合金在提高材料利用率、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件成型、降低能耗和生產(chǎn)成本方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，且隨著鈦合金鑄造工藝的進(jìn)步以及熱等靜壓的逐步應(yīng)用，鈦合金鑄件的質(zhì)量也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，并越來(lái)越多地替代鈦合金鍛件和機(jī)加產(chǎn)品，市場(chǎng)應(yīng)用潛力十分廣闊。

2 鈦合金鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域

鈦及鈦合金鑄件的主要應(yīng)用在航空航天、化工泵閥、生物醫(yī)療以及體育休閑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域。

在航空航天領(lǐng)域，主要是發(fā)揮鈦合金精鑄件的高比強(qiáng)度、高尺寸精度特點(diǎn)，主要應(yīng)用于人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)托架以及導(dǎo)彈殼體、尾翼等領(lǐng)域。具體如圖1所示。鈦鑄件在化工行業(yè)和海洋工程領(lǐng)域，主要應(yīng)用于各類制造泵、閥門、管道螺旋槳等。具體如圖2所示。

圖1 航空用鈦合金鑄件

圖2 化工泵閥用鈦鑄件

鈦鑄件生物醫(yī)療領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造人體的各種人體關(guān)節(jié)等，具體如圖3所示。鈦合金鑄件在運(yùn)動(dòng)休閑領(lǐng)域，主要應(yīng)用于制造高爾夫球桿頭、鈦?zhàn)孕熊嚰艿阮I(lǐng)域，具體如圖4所示。

圖3 外科植入用鈦合金鑄件

圖4 高爾夫球頭用鈦合金鑄件

需要特別指出的是，熱等靜壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于處理高性能鈦合金鑄件，該技術(shù)是將要處理的鑄件置入密閉耐高壓和可加熱至高溫的容器內(nèi)，抽真空后充入高壓的惰性氣體，在約900℃和100MPa的高溫高壓條件下，使鑄件內(nèi)部疏松縮孔等缺陷閉合或者擠出來(lái)，使鈦合金鑄件的性能和可靠性得到了極大的改善和提高，尤其是疲勞性能。在生產(chǎn)實(shí)際中，一般常規(guī)的鈦鑄件不需要做熱等靜壓，個(gè)別關(guān)鍵部件（例如有些工作壓力高達(dá)32MPa的閥門）需要做熱等靜壓處理，尤其是航空航天產(chǎn)品則必須進(jìn)行熱等靜壓處理。目前，國(guó)內(nèi)鈦合金鑄造企業(yè)中，北京百慕航材、安吉航空鑄造、沈陽(yáng)鑄造所以及航天海鷹等單位擁有熱等靜壓設(shè)備。

3 國(guó)內(nèi)鈦合金鑄造市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

目前，我國(guó)鈦合金鑄件的年產(chǎn)量約1200t～1500t，單件的鑄造工藝水平和鑄件的質(zhì)量有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但大型復(fù)雜薄壁整體格鑄件和鑄件制造方面，與世界先進(jìn)平相比還有一定差距。鈦合金鑄件的產(chǎn)品價(jià)格，因用途、數(shù)量以及制作難度不同而高低不一。其中，軍品鈦合金鑄件的價(jià)格一般在500元/kg～700元/kg左右，民品鈦合金鑄件的價(jià)格一般在230元/kg～300元/kg，民用泵閥用鋯合金鑄件的價(jià)格一般在500元/kg～600元/kg。目前國(guó)內(nèi)鈦合金鑄造行業(yè)的主要生產(chǎn)企業(yè)和各自優(yōu)勢(shì)如下：

寶雞鈦業(yè)股份有限公司是我國(guó)鈦及鈦合金加工行業(yè)的龍頭企業(yè)，在國(guó)內(nèi)鈦合金精密鑄造領(lǐng)域也占有一席之地。鈦合金鑄件的年產(chǎn)量約為200t。寶鈦股份在市場(chǎng)開發(fā)策略方面，對(duì)大型鑄件，根據(jù)結(jié)構(gòu)制定分體組焊方案；對(duì)老客戶常用產(chǎn)品，采用庫(kù)存?zhèn)淞系姆绞教岣呓回浿芷冢涣硗膺€與下游成套泵閥廠家合作，聯(lián)合搶占市場(chǎng)；對(duì)出口市場(chǎng)，主要委托國(guó)外代理公司負(fù)責(zé)全球出口代理。

北京百慕航材高科技股份有限公司是中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院（即621所）的獨(dú)資子公司，是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最領(lǐng)先的鈦合金精密鑄造企業(yè)之一，產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空、航天和石化等領(lǐng)域，年產(chǎn)量約為200t。百慕航材在市場(chǎng)開發(fā)策略方面，重點(diǎn)開發(fā)國(guó)際宇航項(xiàng)目，并主動(dòng)選擇退出了高爾夫球頭用鈦合金鑄件市場(chǎng)，目前已經(jīng)通過NADCAP認(rèn)證，進(jìn)入了國(guó)際民用飛機(jī)制造企業(yè)的合格供應(yīng)。

沈陽(yáng)鑄造研究所有限公司是國(guó)家級(jí)鑄造技術(shù)研究所，也是我國(guó)于1965年設(shè)立的第一個(gè)鈦合金鑄造研究生產(chǎn)基地，鑄造工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于軍工和民用等領(lǐng)域，公司的單爐鈦金屬液熔化重量可達(dá)1300kg，沈陽(yáng)鑄造所的鈦合金鑄件的年產(chǎn)量約為200t。

鵬起科技發(fā)展股份有限公司是國(guó)內(nèi)鈦合金鑄造行業(yè)唯一的民營(yíng)企業(yè)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，其最薄壁厚可以達(dá)到0.8mm，最大鑄造尺寸為Φ2200mm×1100mm。洛陽(yáng)鵬起近幾年來(lái)異軍突起，多次在關(guān)鍵時(shí)刻幫助軍工用戶解決了鑄造難題，并以業(yè)內(nèi)最快的速度取得了“軍工四證”，目前已被近20家軍工單位列入合格供應(yīng)商名單，銷售收入和凈利潤(rùn)也連年大幅增長(zhǎng)。但在2018年后，該公司陸續(xù)陷入股權(quán)質(zhì)押、債務(wù)違約以及涉嫌內(nèi)幕交易等一系列危機(jī)，目前已面臨退市風(fēng)險(xiǎn)，令人扼腕。

洛陽(yáng)雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司隸屬中船重工725研究所旗下，是國(guó)內(nèi)鈦合金鑄件的主要供應(yīng)商之一，主要產(chǎn)品包括高爾夫球頭毛坯、航空航天類高精度鈦鑄件、船舶類鈦鑄件等，是全球知名的鈦合金高爾夫球頭毛坯生產(chǎn)商。該公司近年來(lái)成功研制了國(guó)內(nèi)尺寸最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的航天用鈦合金鑄件，外形尺寸2480mm×1900mm×1400mm，且壁厚最薄僅5mm。

貴州安吉航空精密鑄造有限責(zé)任公司是中國(guó)宇航工業(yè)規(guī)模最大、鑄造門類最全的鑄造專業(yè)化企業(yè)。公司的大型、復(fù)雜、薄壁鈦合金精鑄件制造水平居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該公司近年來(lái)成功完成的某大型鑄件項(xiàng)目，是國(guó)內(nèi)最大、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的鈦合金異形面結(jié)構(gòu)鑄件，壁厚最厚處達(dá)30mm～40mm，最薄處為2.5mm。

航天海鷹鈦業(yè)有限公司是航天科工三院的控股公司，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的鈦合金鑄件制造商，擁有最先進(jìn)的精密鑄造制殼線，可實(shí)現(xiàn)最大澆注重量為800公斤，大型熱等靜壓機(jī)有效工作區(qū)尺寸Ф1250×2000mm，具備年產(chǎn)300t鈦合金鑄件的生產(chǎn)能力。西安泵閥總廠有限公司是國(guó)內(nèi)最大的鈦合金鑄造泵閥生產(chǎn)企業(yè)，鑄造方式主要包括熔膜鑄造（部分高精度復(fù)雜形狀的需要3D打印做）和石墨型鑄造。其航空用鈦合金鑄件產(chǎn)品的原料由客戶自己提供鑄錠，其鈦泵閥產(chǎn)品在燒堿行業(yè)的市場(chǎng)占有率第一，在PTA行業(yè)市場(chǎng)占有率第二。

浙江維都利閥門制造公司是浙江溫州一家專門從事鈦合金鑄造泵閥的生產(chǎn)企業(yè)，與西安泵閥總廠是完全競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，在鈦合金鑄造泵閥市場(chǎng)也具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，尤其在PTA行業(yè)市場(chǎng)占有率第一。