日前(qian)，攀鋼集團（攀枝花）鈦金屬材料有限公司參(can)與研發(fa)的(de)《航空領域用超軟海綿鈦制備(bei)關鍵技術開發(fa)及應(ying)用》成果，獲得2023年度(du)中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。

該(gai)項成果攻(gong)克(ke)了(le)超軟海綿鈦制(zhi)備過程中雜質元素協同控制(zhi)和致(zhi)密結構調控等行業共性技術難題，實現了(le)航空領域(yu)用關鍵鈦金屬材料進口替代。

“精四氯(lv)化鈦(tai)雜質(zhi)含量是(shi)多(duo)少？海綿(mian)鈦(tai)的(de)HB是(shi)多(duo)少？”這是(shi)新生產線試生產以來，攀(pan)鋼集(ji)(ji)團攀(pan)枝(zhi)花(hua)鋼鐵研(yan)究院有限公司(si)特級研(yan)究員李(li)開華與(yu)攀(pan)鋼集(ji)(ji)團（攀(pan)枝(zhi)花(hua)）鈦(tai)金(jin)屬材(cai)料有限公司(si)（以下簡稱“攀(pan)鋼鈦(tai)材(cai)”）制(zhi)造部產品質(zhi)量工程師張敏，每天都要溝(gou)通的(de)問題。

3月(yue)8日，走進位于(yu)攀(pan)枝(zhi)花釩鈦(tai)高新區的攀(pan)鋼(gang)鈦(tai)材廠區，記者在張敏帶領下參觀了3.5萬(wan)噸海綿鈦(tai)擴能項目試生產(chan)現場，而這條生產(chan)線也是其(qi)所在科研團隊正(zheng)在攻關的重點產(chan)線。

攀鋼鈦(tai)材的生產線

克難(nan)關“核(he)心技術必須掌握在自(zi)己手(shou)里”

鈦及鈦合金(jin)具有強度(du)高(gao)、重(zhong)量輕、耐腐蝕、耐高(gao)溫(wen)、無磁性(xing)等(deng)特點，可被廣(guang)泛應用于(yu)航(hang)空、航(hang)天(tian)、醫療、海洋工程等(deng)領(ling)域(yu)。但在(zai)攀西(xi)地區，這種(zhong)金(jin)屬長期遭遇尷尬：一方面品質搞不上去，一方面價格(ge)成(cheng)本降不下來。

“鈦(tai)在自然界中存在非(fei)(fei)常分(fen)散，提取(qu)到純(chun)鈦(tai)金(jin)屬非(fei)(fei)常艱難，想要進行大(da)批量的(de)工業化生(sheng)產(chan)更是難上(shang)加(jia)難。提純(chun)后的(de)鈦(tai)像海綿形(xing)狀(zhuang)一(yi)(yi)樣，有很多小孔。所(suo)以人(ren)們(men)一(yi)(yi)直(zhi)稱(cheng)這種較為純(chun)正的(de)鈦(tai)為海綿鈦(tai)。”李開華回憶說，2011年6月11日，攀枝花生(sheng)產(chan)出了(le)第一(yi)(yi)塊海綿鈦(tai)，開啟了(le)攀西鈦(tai)資源高(gao)端應用(yong)。

李(li)開華、張(zhang)敏所在(zai)科(ke)研團(tuan)隊在(zai)海綿(mian)鈦(tai)技(ji)術領域已(yi)深耕(geng)16載(zai)，獲(huo)得省部(bu)級科(ke)技(ji)進步獎10項，全國(guo)(guo)發明展覽會金獎5項，獲(huo)中國(guo)(guo)授權發明專利40余項。

超軟(ruan)海綿(mian)鈦

為(wei)何近年來將研究方(fang)向錨定超(chao)(chao)軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)？李(li)開華告訴(su)記者(zhe)，超(chao)(chao)軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)是高(gao)品(pin)質海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)，具有低雜質含量(liang)、低布(bu)氏硬度、高(gao)疏(shu)松性(xing)(xing)(xing)等顯(xian)著特性(xing)(xing)(xing)。由于其安全(quan)性(xing)(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)(xing)強(qiang)、加工塑性(xing)(xing)(xing)好，是制造航空領域核心零部件(jian)的重要基礎(chu)材料。但(dan)由于超(chao)(chao)軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)制備(bei)(bei)的核心技術長期被(bei)國(guo)外(wai)壟斷，國(guo)內(nei)主要依賴于進口。“以(yi)國(guo)家(jia)戰略需求為(wei)導(dao)向，我(wo)們開展了航空領域用超(chao)(chao)軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)制備(bei)(bei)關鍵技術開發及應用的課題攻關。”

歷時7年，該科研團隊先后(hou)攻克了超軟(ruan)海(hai)綿鈦制備過程中雜(za)質元(yuan)素協(xie)同控制和致密結構調控等行業共性技(ji)術(shu)難題(ti)，形成了基于攀西資源生(sheng)產高品質海(hai)綿鈦的(de)成套產業化技(ji)術(shu)，并成功運用于批(pi)量生(sheng)產。看(kan)到(dao)實驗(yan)室里一(yi)個(ge)個(ge)數據，變為(wei)車(che)間里的(de)一(yi)桶桶超軟(ruan)海(hai)綿鈦，李開華(hua)感慨(kai)說：“新質生(sheng)產力持續發(fa)展要求我們(men)必須將核心(xin)技(ji)術(shu)掌握在自己手里。”

記者參觀(guan)攀鋼鈦材的產品倉庫(ku)

產業化“新的挑戰(zhan)已(yi)經到來(lai)”

記者來到攀(pan)鋼鈦(tai)材2萬噸/年海綿(mian)鈦(tai)生產線，目(mu)之所(suo)及，一片(pian)熱(re)火朝天，工人們聚(ju)精會神、精細操作(zuo)，起重機、叉車(che)等(deng)相互配(pei)合、緊(jin)密協作(zuo)。

“2023年(nian)公司(si)高品質(zhi)海(hai)綿(mian)鈦(tai)的(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)已占(zhan)到總產(chan)量(liang)(liang)的(de)(de)34%，去(qu)年(nian)全(quan)年(nian)實現(xian)科(ke)技(ji)創效5995萬元。”張敏(min)介紹說，他(ta)們生產(chan)的(de)(de)超(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)，已在(zai)國內(nei)關鍵核心領(ling)域得到批量(liang)(liang)應(ying)用，并于2023年(nian)實現(xian)外貿(mao)出口。

他告訴記者(zhe)，超軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦的批量生產，意味著(zhu)不僅是在航空航天領域，在3D打印、醫療器械、冶金化工、體育等(deng)領域的超軟海(hai)(hai)綿(mian)鈦使(shi)用成本都(dou)將得到大幅度的降低。

但科技(ji)成果產(chan)業化(hua)的(de)過程并非(fei)一路(lu)坦途，李開(kai)華(hua)、張敏等人(ren)也遇到了不少新的(de)挑戰。2023年8月，攀(pan)鋼鈦(tai)材3.5萬噸海綿(mian)鈦(tai)擴能項目(mu)開(kai)始試生產(chan)，但這(zhe)條生產(chan)線還未實現超軟(ruan)海綿(mian)鈦(tai)批(pi)量生產(chan)，這(zhe)是什(shen)么(me)原因呢？

“新生產線(xian)(xian)(xian)采(cai)取了不少新的(de)工藝。老線(xian)(xian)(xian)采(cai)取鋁粉除(chu)釩(fan)、新線(xian)(xian)(xian)采(cai)取礦物油除(chu)釩(fan)，老線(xian)(xian)(xian)采(cai)取流水線(xian)(xian)(xian)式鎂電(dian)解工藝，新線(xian)(xian)(xian)采(cai)取多極(ji)性鎂電(dian)解工藝……”張敏舉例說。想用新線(xian)(xian)(xian)生產出超軟(ruan)海(hai)綿(mian)鈦，照搬老線(xian)(xian)(xian)的(de)制備技(ji)術(shu)就(jiu)行不通了，還(huan)需要(yao)開(kai)展精四氯(lv)化鈦雜質控(kong)制技(ji)術(shu)研究等。

于(yu)是，就出現了文(wen)章(zhang)開頭一幕——生產線上的(de)張敏與實驗室中(zhong)的(de)李(li)開華每天電話溝通(tong)著生產質(zhi)量情況(kuang)。他們對突(tu)破更多(duo)關鍵(jian)技(ji)術(shu)難題充滿信心，張敏說：“奮(fen)斗不止，創新不止，希望通(tong)過我們的(de)努力，盡快實現3.5萬噸(dun)海(hai)綿(mian)鈦擴能項目的(de)超(chao)(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦批量生產。”李(li)開華則表(biao)示，想進一步(bu)突(tu)破超(chao)(chao)軟海(hai)綿(mian)鈦制備(bei)過程中(zhong)的(de)純凈性(xing)、均勻性(xing)和穩定性(xing)技(ji)術(shu)難題，繼續為(wei)保障國家高(gao)端鈦金屬材料的(de)自主供(gong)給和鈦產業高(gao)質(zhi)量發展(zhan)貢(gong)獻智慧和力量。