我國
鈦材產量居世界前列,但高端產品加工能力不足。2014年我國鈦材總產量達到5萬噸,在全球鈦材加工中,占全球總量比例均達到31%左右。從世界上主要四大鈦材生產國的下游需求占比來看,美國由于其強大的航空、工業(yè)事業(yè),與此相關的應用占總量的79%;俄羅斯主要用于航空領域,占比約為58%。再反觀我們國家,鈦材主要用于低端產業(yè),而航空航天方面的應用只占總量的3.5%,遠遠低于其他國家的利用占比。體現(xiàn)出我國高端鈦材加工能力的不足。
如果有人問,飛機是用什么制造的?你一定會毫不猶豫地回答:是鋁鎂合金。是的,鋁鎂合金又輕又結實,在飛機制造業(yè)上耐實立下了汗馬功勞,直到現(xiàn)在,它還是制造許多飛行工具的主要材料。但是,隨著航空工業(yè)的發(fā)展,飛機的飛行速度越來越快,與飛機表面相接觸的一層空氣,由于摩擦生熱而使飛機表面的速度越升越高。這時候,鋁鎂合金就吃不消了,強度將迅速降低。事實證明,允許最高工作溫度僅攝氏二百度左右的鋁合金,根本不能用來制造飛行速度超過音速兩倍半的噴氣式飛機;而用耐熱的不銹鋼來制造又太笨重。
在航空、航天領域,很多國家的鑄鈦工業(yè)是應航空、航天發(fā)展的去要建立起來的。到目前為止,在發(fā)達國家里,鑄臺的航空、航天產品的生產,仍占51%以上。飛機襟翼滑軌、受力不太大的中小型結構件,包括支座、接頭、框架和鉸鍵構架等。
鈦合金精鑄件的使用獲得了滿意的經濟效果,鈦合金鑄件的質量不斷提高,加上及十年的使用經驗,鈦合金鑄件在飛機結構件的使用安全可靠性,已為設計人員普遍接受。 航空發(fā)動機 軸承殼體、支架、接頭、轉接圈、壓氣機機匣、鈦合金精鑄整體葉輪、發(fā)動機轉子空心葉片鈦合金精鑄件等。 導彈航天飛行器 鈦合金鑄件在導彈上使用比較普遍,有尾翼、彈頭殼體、火箭殼體及連接座等。航天飛行器和人造衛(wèi)星使用的鈦合金鑄件主要是一些支座,鈦板架與接頭等結構件、人造衛(wèi)星上照相機框架等。隨著
鈦板鈦合金鑄件再飛機上應用的推廣,不少的受力結構件也開始選用了鈦鑄件,波音飛機上吊裝發(fā)動機的安裝吊架,現(xiàn)在采用了Ti-6Al-4V的精鑄件,我國飛機用支撐發(fā)動機的接頭,波音777飛機上長達2.15m的Ti-6242高溫鈦合金隔熱屏,飛機剎車殼體鈦合金鑄件,直升機旋業(yè)托架,漿轂等。
中國航空高端需求提升空間巨大。對比國外主流客機以及戰(zhàn)斗機的
鈦材使用比例,我國國產飛機未來鈦材使用比例的提升還有較大的空間。因此我們看好高端鈦材在航空領域的發(fā)展前景。大型運輸機列裝在即,軍工航空鈦材前景廣闊。由于中國則長期飽受大型運輸機缺乏之苦,急需大型運輸機國產化。國產200噸級運-20大型軍用運輸機自2013年首飛以來,除一架用于地面測試的靜力試驗機,已經生產了5架原型機。我們根據(jù)國外大型運輸機的參數(shù)對比之后估算出每架運-20使用的鈦材為80噸左右,鈦材使用占比為36%左右。按照之前的需求預測,可以得到未來如果 400 架運-20 全部列裝,將會帶來3.5萬噸的航空鈦材需求增量c919引領高端航空鈦材需求爆發(fā)。根據(jù)上海飛機設計研究院的公開資料顯示c919使用的鈦材的比例為9.5%,c919整體重量為43噸推測出每架c919的鈦材用量為 3.92 噸/架。根據(jù)中國商飛的公開資料顯示,目前c919的訂單一共是520架,未來將會為航空鈦材領域帶來2050噸需求增量,行業(yè)爆發(fā)在即。