2018年美國(guó)通用電氣采用3D打印技術(shù)制造鈦合金板發(fā)動(dòng)機(jī)部件,生產(chǎn)效率提升50%。綠色生產(chǎn)技術(shù)得到重視,真空熔煉技術(shù)升級(jí)使鈦板生產(chǎn)能耗降低20%,廢舊鈦板回收技術(shù)成熟,回收率達(dá)85%以上。產(chǎn)業(yè)層面,中國(guó)成為全球鈦板產(chǎn)業(yè),2020年國(guó)內(nèi)鈦板產(chǎn)量達(dá)6萬(wàn)噸,占全球的45%,產(chǎn)品自給率從2011年的30%提升至2020年的60%,打破了歐美日的壟斷。同時(shí),全球鈦板標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步融合,ISO發(fā)布《鈦及鈦合金板材》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)鈦板國(guó)際貿(mào)易便利化。這一時(shí)期,鈦板行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量提升。純鈦輕量化板,密度4.51g/cm3,比不銹鋼輕40%,適配減重需求?;葜軹A1鈦板源頭供貨商

電子信息領(lǐng)域的微型化、高精度需求推動(dòng)了鈦板向高純、超薄、精密方向發(fā)展,從早期的普通導(dǎo)體到現(xiàn)在的功能材料,鈦板在電子產(chǎn)業(yè)中的地位不斷提升。20世紀(jì)90年代,鈦板用于電子器件封裝,當(dāng)時(shí)采用的99.9%純度鈦板厚度為0.5-1mm,起到電磁屏蔽作用。2000年后,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了高純鈦板需求,4N級(jí)高純鈦板用于濺射靶材,制備芯片的金屬阻擋層,避免銅原子擴(kuò)散至硅襯底,2005年全球半導(dǎo)體用高純鈦板需求量達(dá)0.3萬(wàn)噸。2010年以來(lái),顯示面板行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了超薄鈦板需求,厚度0.1-0.2mm的冷軋鈦板用于柔性O(shè)LED面板的支撐結(jié)構(gòu),其柔韌性可滿足10萬(wàn)次以上折疊惠州TA1鈦板源頭供貨商純鈦箔板,厚度≤0.1mm,柔性好,適配電池極片及精密導(dǎo)電部件。

船舶與海洋工程領(lǐng)域是鈦板的重要應(yīng)用場(chǎng)景,該領(lǐng)域的設(shè)備長(zhǎng)期面臨海水腐蝕、海洋生物附著與風(fēng)浪沖擊等挑戰(zhàn),鈦板的耐蝕性、輕量化與度特性使其成為提升設(shè)備性能與壽命的關(guān)鍵材料。在船舶制造中,鈦板主要用于高性能船舶的船體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)與設(shè)備部件。艦艇如潛艇、驅(qū)逐艦對(duì)鈦板的需求尤為突出,潛艇的耐壓殼體采用厚度20-50mm的度鈦合金板(如Ti-6Al-4V ELI)制造,其度與耐海水腐蝕性能可確保潛艇在數(shù)百米深的水下承受巨大水壓,同時(shí)輕量化特性能提升潛艇的水下航速與續(xù)航能力。例如,俄羅斯的“北風(fēng)之神”級(jí)核潛艇,鈦合金板用量占船體重量的40%以上,使其具備優(yōu)異的水下性能。在民用船舶中,高速客輪、豪華游艇的船體蒙皮與上層建筑采用鈦板制造,可減輕船體重量(相比鋼材減重30%以上)
鈦板的制備工藝經(jīng)歷了從粗放式到精細(xì)化、從單一工藝到復(fù)合工藝的演進(jìn),熔煉、軋制、熱處理等工藝的突破,是鈦板性能提升的保障。熔煉工藝從早期的真空自耗電弧爐單重熔,發(fā)展到現(xiàn)在的三次重熔+電子束熔煉復(fù)合工藝,鈦錠純度從99%提升至99.999%,成分均勻性提升5倍以上。20世紀(jì)50年代,真空自耗電弧爐熔煉是主流工藝,鈦錠直徑200mm,存在成分偏析問(wèn)題;80年代,等離子束熔煉技術(shù)應(yīng)用,鈦錠直徑擴(kuò)大至800mm,偏析率降低至5%以下;21世紀(jì)以來(lái),電子束熔煉技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,可去除鈦中的氫、氧等微量雜質(zhì),制備出5N級(jí)高純鈦錠。軋制工藝從熱軋為主發(fā)展到冷熱軋結(jié)合,板材精度與性能提升。50年代,熱軋工藝只能生產(chǎn)厚度5mm以上的粗鈦板,表面粗糙度Ra值達(dá)10μm鈦合金TC1板,含鋁低延展性好,易沖壓成型,適配小型精密零件加工。

2011-2020年,鈦板產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展期,新能源、裝備等新興領(lǐng)域成為增長(zhǎng)新引擎,技術(shù)創(chuàng)新聚焦于性能優(yōu)化與綠色生產(chǎn)。全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型推動(dòng)新能源領(lǐng)域鈦板需求增長(zhǎng),2015年起,鋰離子電池用鈦板集流體、氫能燃料電池用鈦板雙極板開(kāi)始規(guī)?;瘧?yīng)用,2020年新能源領(lǐng)域鈦板需求量達(dá)0.8萬(wàn)噸,占總需求的12%。在航空航天領(lǐng)域,五代機(jī)與大型客機(jī)量產(chǎn)帶動(dòng)鈦板需求,中國(guó)C919客機(jī)的鈦板用量占比達(dá)9.3%,推動(dòng)國(guó)內(nèi)鈦合金板技術(shù)突破。技術(shù)層面,新型鈦合金板不斷涌現(xiàn),如Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo鈦合金板,耐高溫性能達(dá)550℃,用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片;增材制造技術(shù)與鈦板加工融合純鈦剪切鈦板,支持異形裁切,適配非標(biāo)設(shè)備配件個(gè)性化加工。泉州TA2鈦板源頭供貨商
鈦合金TC9板,時(shí)效處理硬度高,耐磨抗沖擊,適配機(jī)械磨損件制造?;葜軹A1鈦板源頭供貨商
超薄鈦板(厚度<0.5mm)制備成功,用于電子器件封裝;同時(shí),表面處理技術(shù)發(fā)展迅速,陽(yáng)極氧化、噴砂等工藝使鈦板表面性能與美觀度提升,拓展了其在裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)格局方面,日本與蘇聯(lián)崛起為鈦板主要生產(chǎn)國(guó),日本住友金屬、JFE等企業(yè)通過(guò)引進(jìn)美國(guó)技術(shù)并自主創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了鈦板的精細(xì)化生產(chǎn),其產(chǎn)品在化工與電子領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì);蘇聯(lián)則憑借需求,建立了全球比較大的鈦合金板生產(chǎn)基地。這一時(shí)期,鈦板的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善,各國(guó)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景制定了細(xì)分標(biāo)準(zhǔn),如中國(guó)1983年發(fā)布GB/T 3621《鈦及鈦合金板材》,推動(dòng)國(guó)內(nèi)鈦板產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展?;葜軹A1鈦板源頭供貨商
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