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钛材在我国的发展形势

浏览数量:5     作者:本站编辑     发布时间: 2017-07-24      来源:本站

       钛及钛合金始终受到航天火箭技术装备研制人员的关注。实际上没有一种航天火箭是不使用钛及钛合金的。钛合金在航天火箭中所占质量为5%一30%。在“能源—暴风雪”号、“和平—1”号、“进步”号、“金星”号、“月球”号航天器中也得到非常广泛的应用。 钛为轻金属之一,近十余年来成为新世代受瞩目的高级材料。

      目前在全球的钛材市场,仍以传统的航天及工业等用途为主,钛除了有质轻(比重4.5,远小于钢铁的7.8~8.1)的特性之外,其它如:导电、耐热及防蚀方面也都因其较佳的特性而有独特的用途,如:海水淡化用的管线/冷凝器、机车用排气管等都是钛材应用十分成功的地方。在目前信息电子产品应用轻金属作为机壳构件的热潮中,钛金属(包括钛合金)由于其具有高强度、高耐蚀性及极佳的表面质感,看起来应是十分适合用来作为可携式信息电子产品的机壳材料,因此也一直都是深受瞩目的材料,其应用产品也都不断地在高阶产品有应用例,如:相机、笔记型计算机及手机的机壳等)。但由于钛材的成本高昂直接导致加工后的制品价格亦较高,以手机的机壳为例,若以工程塑料制造,则制品一整套的手机机壳通常只须3~5美元(新台币约100~170元)就可完全涵盖,钛/钛合金制品每一件(piece)的价格则高达新台币约150元以上,不仅远高于铝合金制品,也较镁合金制品高甚多,为目前各种常用的结构材之最高者。因此钛材在3C产品方面,通常只被用于高阶的3C产品,如:高阶的手机/笔记型计算机、高级相机、纪念品等高档产品,这是钛/钛合金制品难以普及的最大原因。

       到目前为止,基于成本理由,系统业者尚无法将其应用至中阶及以下的产品。 钛/钛合金制品为何如此高价,其主要原因为钛材的成本高昂,以手机的机壳用的高级钛板片材而言,每公斤的价格通常高达新台币约1,000元以上,相较之下,镁合金压铸锭的价格,每公斤仅约新台币约80元,差距甚大。钛材的成本如此高昂,主要原因为:钛金属的提炼/精炼及板片制造成本较高,导致其金属素材成本(指:锭、板/片、棒/线、型)较常用的钢铁及铝合金材料为高;表一为钛金属与钢、铝的制造成本的比较,显示钛金属自原料矿的处理、提炼至金属、精炼至压延锭、压延至薄片,每一阶段的制造成本都比钢、铝的成本高甚多,导致其板片材的成本自然居高不下。 钛板片材的成型加工(铸/锻/挤)成本也不比钢铁、铝/镁合金及塑料材料便宜,因此钛金属的制品价格常比钢铁、铝/镁合金及塑料高甚多,这在处处讲求成本的商业世界十分不利,此为钛金属在商业应用上最大的障碍,尤其钛薄板及镁板的价格实非一般的产品所能承担。 目前虽然有全球各地的钛合金专家在倾全力研究,但迄未有良方可以降低钛/钛合金制品的价格,因此钛在3C产品上的应用在中短期内难以看到其大幅度的开展。

       据中国有色金属工业协会钛业分会负责人近日介绍,随着我国国民经济持续、健康发展,钛材市场需求量急剧增长。虽然2001年钛材需求曾达到破纪录的6000吨,但我国钛产量到2005年才能达到500 0吨,钛材在我国的市场前景十分看好。 金属钛作为工程材料虽然只有50多年的历史,但由于钛及其合金相对密度轻、强度高、耐腐蚀,在航天、航海、汽车、石化、建筑等诸多领域已显示出非常广阔的应用前景。 在我国,80%的钛产品应用于民用工业。当前,钛及钛合金应用最广泛并且已见成效的主要是石油化工行业,其次是医药、电力、体育、医疗器械、装饰、建筑等行业。应用范围包括各类储运容器、反应釜、过滤器、分离器、换热器、塔器、搅拌器及各种管、泵、阀、板、件等。 目前,钛应用最活跃的领域是航空航天。钛及其合金是航天工业的理想材料。上世纪80年代后设计出的各种先进战斗机和轰炸机中,钛合金用量已稳定在20%以上。钛制品应用势头发展迅猛的另一行业是汽车业。目前,汽车发动机气门、连杆、曲轴、排气管、悬簧、消音器、车体和紧固件等,都用上了钛或钛合金。比如气门,用上新近开发的钛铝合金后,可以大大改善发动机性能,比过去用的镍基合金相对密度小,蠕变强度大,具有更好的耐磨性。随着钛产品进一步开发和应用,钛制零部件对提高汽车性能、档次、舒适性等将发挥越来越大的作用。特别是中高档轿车,对安全性、舒适性和长寿命的要求越来越高,给钛在汽车工业中的应用提供了巨大发展机遇。有人预测,未来我国仅汽车、摩托车用钛总量就将达到 5000吨。

 

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