新中国60年钛工业的发展历程

2011年04月21日 14:0 35464次浏览 来源:   分类: 钛资讯

  (三)钛材加工业的建立
  我国的钛加工工业始于1956年。50年代末,当时要研制原子弹、导弹和航空发动机,促进了钛工业的建立。我国钛加工业的创立可分为探索研究、扩大试验和工业化三个阶段。
  1.钛加工探索研究及第一个钛锭的诞生
  1956年,原冶金部有色金属研究院开始了钛及其合金的探索研究。为此,该院1957年自行制造了我国第一台非自耗保护气氛电弧炉。1958年又将该非自耗点弧炉改造成自耗炉,并于同年8月熔炼出国内第一支直径65mm、重1kg的钛锭。同年12月,将该钛锭在东北轻合金加工厂挤出了我国第一根钛管。1958年,该院还从前苏联购买了1吨海绵钛,开始仿制钛合金,研制的合金牌号有10多个,其中仿制出BT3-1,BT3,BT5,BT5-1,BT6和BT8等6个前苏联10种常用牌号的钛合金,得到了比较满意的结果,常温性能达到了前苏联10种常用标准要求。从1958-1978年,该院先后仿制了美、英、前苏联等国20个牌号的钛及其合金,并创制了自己的合金牌号。
  1960年,该院建立了稀有金属熔炼加工工段,当年自行设计制造1.5kg真空自耗电弧炉,还安装调试了沈阳401厂制造的25kg真空自耗电弧炉,并自行设计制造了外热石板材真空退火炉、内热式高温井式钽片炉;该院还利用直径300mm二辊热、冷轧机,轧制出钛板、钛带和碘化钛板,每月以100kg规模进行小批量生产。从1960年起,不到两年时间,就建成了B201、B202、B203等5台旋锻机及1/469、C18、LS818型和仿日型拉丝设备,每月以50kg的规模投入小批量生产,以满足国防尖端的急需。
  在探索试验阶段,原三机部621所与沈阳有色金属加工厂也开展了卓有成效的工作。1958年6月,沈阳有色金属加工厂和621所达成了共同研制某航空发动机用BT3-1钛合金板材协议。同年10月,621所用自制的7kg真空自耗电弧炉熔铸出Ф80mm*250mm钛合金锭,经锻造开坯后送往沈阳有色金属加工厂用二辊铜板轧机,轧制成1mm*200~400mm的BT3-1钛合金板材,这是我国生产出的第一批钛合金加工材。
  2.扩大试验阶段及第一个钛材生产车间
  为了加速钛工业化,原冶金部有色金属研究院于1960年多次派人到沈阳有色金属加工厂、抚顺钢厂进行试验。仅用一年的时间就生产出原三机部112厂急需的TO4-1(TC2)合金1.0mm*1000mm*1500~2000mm板材;生产出原三机部112厂急需的BT5-1(TA7)合金2.0mm*1000mm*(1500~2000)mm板材。后来,还在抚顺钢厂开展OT4-1、BT6、BT3-1、BT9及新BT9(TC11)等5种前苏联用10中常用工业牌号钛合金的仿制。
  1959年9月,原国家科委在保定召开的三年规划会议上,原冶金部决定将抚顺铝厂的100kg、200kg真空自耗电弧炉各一台调往沈阳有色金属加工厂,建成具有三台真空厂房,作为加工试验基地。1963年,建立了包括熔铸、锻造和板、棒、箔、线、带材的生产系统,安装了500kg真空自耗电弧炉,建成了我国第一个钛材生产车间。
  3.钛材生产实现工业化阶段
  (1)宝鸡钛加工基地建设
  1964年,国家计委召开“三线”建设会议后,原冶金部决定在陕西宝鸡建设一个钛材为主导产品的稀有金属加工材生产厂---902厂。该厂是一个科研与生产相结合化的综合性企业,既包括宝鸡有色金属加工厂(现宝钛集团)和宝鸡有色金属加工研究所(现西北有色金属研究院)。工厂的主要设备和仪器由美国、德国、日本等10多个国家引进,包括两台3吨的真空自耗电弧炉、3150吨卧式挤压机、两台12m真空退火炉、1200mm板材热轧机组和冷轧机组等。生产能力为年产钛材1000吨。
  902厂于1965年3月正式破土动工,以后边建设边投产。1967年该厂与海军725研究所合作,成功铸造出TC4、TA7钛合金螺旋桨,用于“二五”快艇。1968年,铸造出“910”航空发动机一级整流叶片、“水轰五”飞机压气机机匣和刹车壳体、发动机支承座等TC4钛合金铸件,是我国用于航空制造业最早的钛合金铸件。1968年管材车间投产,1969年锻造车间投产;1970年首次为军工生产出十几种规格的冷轧无缝出台管850kg;1971年板材车间正式投入生产,生产出2.0mm*1000mm*2000mm TA2钛板和2.0mm*800mm*1600mmTA6钛合金板材;1972年5月自行设计制造的国产第一台3吨真空自耗电弧炉投产。该厂的钛材产量从1970年的1.4吨逐渐增长到1978年的328.2吨,约占当时全国钛材产量的65%。以此同时,宝鸡有色金属研究所在钛及钛合金研发方面也取得很大进展。例如,率先研制成涡喷-7发动机用的TC9钛合金和钛-钢复合板等。从此,902厂就成为我国最大的钛研发与生产基地,也标志着我国钛工业化取得了重大进展。
  (2)其他钛生产线的建立
  在宝鸡建设钛专业生产厂的同时,上海第五钢铁厂和抚顺钢厂等,也引进了大型着空电弧炉等先进加工设备,以钛钢结合的模式生产各种钛加工材。多年来,这些厂一直是我国重要的钛材生产企业。
  4.我国钛研究体系的建立
  进入20世纪60年代中期,我国钛研究单位逐渐增多。1965年,上海钢铁研究所成立了钛合金研制小组。同时,抚顺钢厂、上钢五厂、上钢三厂也开始研究钛材。至1970年底,从事钛合金研究单位除原冶金部有色金属研究院、上海钢铁研究所、宝鸡稀有金属加工研究所、天津市冶金材料研究所、沈阳市冶金研究所也开始研制耐热钛合金、航空钛铆钉丝材、航空铸造钛合金结构件等。此外,一些大学,如北京航空学院、西北工业大学、东北大学等积极开展钛合金加工及其工程研究。从事钛冶炼研究的主要是北京有色金属研究院、一些化工研究所与设计院、东北大学及海绵钛生产厂家。至此,我国钛研究体系已经全面形成。
  1970年,我国比较成熟的钛合金有:TA4、TA5、TA6、TA7、TA8、TB1、TB2、TC1、TC2、TC3、TC4、TC5、TC6、TC7、TC8、TC9和TC10共17种,为我国钛标准的制定奠定了基础。
  5.我国第一批钛行业标准
  为适应国内钛工业的发展,1967年底,原冶金部情报标准所在沈阳有色金属加工厂支持召开了冶金部行业标准制定会,通过了由北京有色金属研究院起草的钛及钛合金牌号和化学成分冶金行业标准。1970年,原冶金部颁布了我国第一个钛及钛合金牌号和化学成分行业标准---YB761-1970,纳入标准的牌号有21个。其中,纯钛4个,合金17个。
  与此同时,北京有色金属研究院和抚顺铝厂制定了我国第一个海绵钛部标准和多个钛分析、检测方法标准。
  钛合金标准的形成也是我国钛工业化的重要标志。
  6.钛的早期应用
  在钛创业初期,我国钛材产量很小。按国家指令,钛材几乎全部用于军工领域。钛材的研发、生产、应用基本处于保密状态。航空用钛是发展的重点。例如,1970上海实施了“708”工程(大型客机)用TC4合金应用研究和“运十”飞机用Ti-7Al-4Mo合金研究。由于工程中途下马,相关研究成果未获应用,但积累了经验,锻炼了队伍。
  钛工业的发展为我国航空、航天、舰船工业成长提供了急需的关键材料,做出了重大贡献,受到了国家的肯定。截至1978年底,各单位共获部级成果奖15项。

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