2023鈦合金加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展分析及前景趨勢(shì)

• 吳澳燕 2023年8月15日 來源：中研報(bào)告 互聯(lián)網(wǎng) 1007 63
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鈦合金熔煉技術(shù)復(fù)雜、加工難度大，目前，世界上僅美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)四個(gè)國(guó)家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈有兩條不同的分支，即鈦材工業(yè)和鈦白粉工業(yè)。在鈦材工業(yè)，從鈦鐵礦和金紅石采選開始，制造海綿鈦，然后制成各種金屬產(chǎn)品，用于航空航天、化工、

鈦具有密度小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)等突出特點(diǎn)，最早被應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域，現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域已向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用具等領(lǐng)域拓展，被譽(yù)為“現(xiàn)代金屬”、“戰(zhàn)略金屬”。

鈦合金熔煉技術(shù)復(fù)雜、加工難度大，目前，世界上僅美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)四個(gè)國(guó)家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈有兩條不同的分支，即鈦材工業(yè)和鈦白粉工業(yè)。在鈦材工業(yè)，從鈦鐵礦和金紅石采選開始，制造海綿鈦，然后制成各種金屬產(chǎn)品，用于航空航天、化工、船舶等領(lǐng)域。

根據(jù)中國(guó)有色工業(yè)協(xié)會(huì)鈦鋯鉿分會(huì)的統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在化工領(lǐng)域的銷量占總銷量比例為50%左右。在航空航天領(lǐng)域，鈦材銷量保持快速增長(zhǎng)。2020年，國(guó)內(nèi)主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在航空航天領(lǐng)域合計(jì)銷量約17228噸，同比增長(zhǎng)36.73%，較2010年3603噸的銷量復(fù)合增長(zhǎng)率為16.94%。

鈦合金及其零部件的制備與加工方法主要包括真空熔煉、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、凈近成形、焊接及表面處理。由于鈦具有高化學(xué)活性，鈦及其合金的鑄錠熔煉必須采用真空熔煉方法。鍛造變形是改變鑄鈦組織、獲得所需要的組織類型的關(guān)鍵手段。

鈦合金的機(jī)械加工主要包括銑削加工、車削、鏜孔、鉆孔、攻絲等。高切削溫度、與刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、彈性模量較低是鈦合金難以加工的主要原因。鈦合金的熱處理主要有退火、固溶和時(shí)效等。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年鈦合金加工設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與前景分析預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

鈦合金的硬度人于350 HBS或300 HBS都難進(jìn)行切削加工，但困難的原因不在于硬度方面，而在于鈦合金本身的力學(xué)、化學(xué)、物理性能問的綜合，切削加工特點(diǎn)表現(xiàn)為：變形系數(shù)小;切削溫度高;主切削力小而背向力大;切屑呈擠裂狀，加工表面易生成硬脆變質(zhì)層;粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重。所以鈦合金加工設(shè)備需要克服以上問題，并且具有高剛性、高穩(wěn)定性，高精度保持性，主軸熱平衡性，高效率、重切削等特點(diǎn)功能。

在國(guó)家戰(zhàn)略背景下，中國(guó)鈦合金加工設(shè)備產(chǎn)業(yè)的國(guó)家模式不斷擴(kuò)大，鈦合金加工設(shè)備企業(yè)總資產(chǎn)和收入不斷增加。

2023鈦合金加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展分析及前景趨勢(shì)

鈦合金加工難度大、良率低。由于強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低和化學(xué)活性高等特點(diǎn)。加工難度方面，鈦合金的機(jī)械加工難度較大：以手機(jī)中框?yàn)槔?，根?jù)艾邦高分子數(shù)據(jù)，鈦合金手機(jī)中框整體良率約為30%-40%，遠(yuǎn)低于鋁合金中框的80%;且加工時(shí)間長(zhǎng)，約為鋁合金的3-4倍。

因此，如使用切削、磨削技術(shù)，在同等工件數(shù)量及工時(shí)要求下，鈦合金設(shè)備需求比鋁合金更大。設(shè)備及刀具方面，目前鈦合金制品加工大部分采用切削磨削加工技術(shù)，加工設(shè)備主要為CNC鉆攻中心、磨床等。刀具、磨具以PCD(金剛石)及CBN(立方氮化硼)材料為佳。

目前鈦及鈦合金鑄錠的工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是真空自耗電弧熔煉和冷床爐熔煉。目前，我國(guó)航空用鈦合金的熔煉基本采用真空自耗電弧爐熔煉方法。對(duì)于質(zhì)量要求高的鈦合金鑄錠，一般要經(jīng)過3次真空自耗電弧熔煉，以獲得成分均勻、缺陷率低的鑄錠。

冷床爐熔煉技術(shù)在航空用鈦合金對(duì)高質(zhì)量、高可靠性的需求下出現(xiàn)，國(guó)外優(yōu)先選用冷床爐熔煉加真空自耗電弧重熔的工藝，以保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金材料的冶金質(zhì)量。冷床爐熔煉技術(shù)在國(guó)外發(fā)展較快，尤其是美國(guó)冷床爐熔煉技術(shù)發(fā)展最成熟。國(guó)內(nèi)寶鈦股份、聚能鈦業(yè)、云南鈦業(yè)等企業(yè)先后引進(jìn)電子束冷爐床熔煉爐，電子束冷床熔煉在國(guó)內(nèi)有一定應(yīng)用。

3D打印又稱增材制造，是一種快速成型技術(shù)。其依據(jù)零件三維模型快速制造，不需要專用型模具，應(yīng)用粉狀金屬材料，用逐層打印的方法來建構(gòu)物件;有便捷性高、高精度、低成本的特點(diǎn)。熱等靜壓(HIP)工藝可以有效消除金屬3D打印缺陷。在鈦合金領(lǐng)域，熱等靜壓能夠有效提高鈦合金工件力學(xué)性能，降低鈦合金成本，提高生產(chǎn)效率及材料利用率。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)鈦合金加工設(shè)備行業(yè)眾多，競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈，主要集中在重汽、浙江前進(jìn)動(dòng)力、柳工等大型企業(yè)。浙江前進(jìn)動(dòng)力公司是全國(guó)唯一擁有先進(jìn)的鈦合金加工設(shè)備的企業(yè)，核心設(shè)備均是德國(guó)等先進(jìn)技術(shù);柳工公司專注于金屬材料、精密模具的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，并為全球鈦芯圈用戶提供量身定制的解決方案。

近年來鈦合金加工設(shè)備總收入增長(zhǎng)率明顯強(qiáng)于同期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率。除了資產(chǎn)和收入的穩(wěn)步增長(zhǎng)，鈦合金加工設(shè)備企業(yè)的盈利水平也在逐年提高。預(yù)計(jì)“十四五”時(shí)期中國(guó)鈦合金加工設(shè)備行業(yè)整體利潤(rùn)水平較強(qiáng)，業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)明顯擴(kuò)大。

本研究咨詢報(bào)告由中研普華咨詢公司領(lǐng)銜撰寫，在大量周密的市場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上，主要依據(jù)了國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家工信部、國(guó)防部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心、全國(guó)鈦合金加工設(shè)備協(xié)會(huì)、國(guó)防科技工業(yè)企業(yè)管理協(xié)會(huì)、中國(guó)行業(yè)研究網(wǎng)、全國(guó)及海外多種相關(guān)報(bào)刊雜志以及專業(yè)研究機(jī)構(gòu)公布和提供的大量資料，對(duì)中國(guó)鈦合金加工設(shè)備及各子行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、上下游行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、市場(chǎng)供需形勢(shì)、新產(chǎn)品與技術(shù)等進(jìn)行了分析。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年鈦合金加工設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與前景分析預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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