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冲上云霄 -- 金天钛业如何打造具有全球影响力的航空钛工业品牌
发布:湖南日报 时间:2014/1/10
    2013年12月23日,国产中型通用直升机“直-20”成功首飞,再次燃起了人们对于国产大飞机的期待。前不久,媒体传出C919将于2015年正式下线,并获400架订单的消息,让中国人的大飞机梦想更加接近现实。

    过去,国人的大飞机梦一直没实现,这与大量复杂的基础工艺没有攻克有关。最典型的就是飞机用高性能钛合金材料,受工装设备、研发水平等诸多因素的限制,钛合金的整体水平与国外先进国家仍有较大差距。欧美等发达国家对我国实行技术封锁,国内无法生产,需要大量进口。而为了提高大飞机的使用寿命、并实现结构减重的设计目标,采用轻质、高强、高韧的钛合金材料已成为国产大飞机应用材料的发展趋势。

    但是,由于钛的化学活性极高,钛合金的制备十分困难,加工制造技术门槛极高,最终导致钛及钛合金的成品率较低、价格昂贵,在我国航空领域的应用仍较少。

    金天钛业瞄准了钛及钛合金巨大的市场潜力,高起点建设了国内一流、世界先进的航空钛合金生产线,以精细化的管理、高标准的技术控制解决钛及钛合金加工制造中遇到的问题,奠定了坚实的产业基础。

    2013年12月27日,我们来到位于常德经开区的金天钛业公司,一台4500吨的快锻机正在作业。在这个庞大的巨无霸的锻造下,钛棒似乎非常听话,像面团一样被加工成所需要模样。据介绍,这台德国生产的锻造机在全国也仅有两台,能将锻件的误差精确控制在一毫米以内。

    像这样先进的设备,金天钛业的厂房里还有很多,包括真空自耗电弧炉、真空等离子焊箱、自动混配料系统、SKK17精锻机等主要生产设备和完整的产品检测设备。上述装备均从德国、美国、奥地利和日本等国家引进,具备钛合金大型锻件及超大规格棒材研发、试制、生产及检测的完整能力,装备水平达到世界一流。

    目前,金天钛业已累计完成投资11亿元,具备年产5000吨钛铸锭的生产能力,且在建2500吨/年钛合金棒线材加工能力。

    当前国外具备万吨级钛及钛合金材料生产加工规模的仅有美国的TIMET、RTI、ATI、以及俄罗斯上萨尔达(VSMPO)等少数几家企业。在国内,金天钛业将是继宝钛后具备万吨级钛及钛合金材料综合加工能力的企业。

    除了引进世界顶级设备,金天钛业瞄准战略目标,以集聚人才为核心,坚持走自主创新之路。目前,公司拥有享受国务院政府津贴专家2人,教授级高级工程师2人,各类专业人才40余人。公司起草的国家或行业标准及知识产权申报数累计达到86项,其中产品国标或行标的起草权10项,发明专利21项,实用新型专利39项。

    也正是利用这样的优势资源,金天钛业开发出了一批具有完全自主知识产权的,符合大飞机高性能航空钛合金需求的高品质钛合金材料,研制出高性能结构用航空钛合金、发动机用高温钛合金和起落架用高强韧钛合金等系列产品,掌握了钛合金纯净化熔炼/铸造、大规格铸锭的锻造加工和热处理性能优化等关键技术。

    从高端航空部件切入市场,将技术创新与商业模式创新融合

    中国航天之父钱学森曾多次强调“核心技术买不来”, 走自主创新的道路是我国装备关键主干材料研制的根本道路。作为核心中的核心,钛合金材料技术的每一点进步,都融汇着创新的血液,凝聚着航空材料人的智慧和汗水。

    金天钛业走的则是一条将技术研发与市场结合的发展道路。据金天钛业总经理李新罗介绍:公司航空钛合金的发展思路是选择从代表航空工业最高端的发动机、起落架用钛合金切入,力求在军工航空市场这一最高、最难的平台上取得突破,树立影响。

    通过产投融合的创新模式,借助集团参股上游资源供应商遵宝钛业,保证原料供应,并在已拥有的技术优势基础上,同样依托集团股权对接中航工业、航空动力、三角航空等我国航空发动机,大型模锻高端研发与制造平台的战略布局,快速打通了航空产业链高端应用市场。

    因为战略对接下游航空制造企业,金天钛业得以承担了某航空发动机动态叶片TC4钛合金棒材研制课题任务。如果把航空制造业比作工业制造的皇冠,那么发动机便是皇冠上的明珠,动叶片则是皇冠上最亮的一颗。2012年9月,金天钛业交付的TC4合金材料成功通过挂机考核,取得重大突破,获得军方及用户高度好评,也引起了军方及同行业企业的高度关注,一举提升行业影响力。

    因为这种影响力,金天钛业又被指定开发我国某型飞机新材料TC17、飞机起落架用新型高强高韧钛合金TC18、高温钛合金TA15等多种牌号产品,同时,承担了湖南省重大科技专项——航空钛合金材料关键技术及产业化研究。

    之后,金天钛业承担了某先进战机上关键结构件和发动机用关键材料的试制工作。还提供给为国产大型商用飞机C919配套的中国商用发动机公司试制了大规格钛合金棒材,评价良好。

    目前,金天钛业进入某先进涡桨发动机重点型号,为发动机叶片、盘件等提供钛合金材料。与兵器工业集团合作,研制某重点型号的钛合金产品,并成为唯一供应商。

    从发动机转子叶片材料TC4的成功开发,到飞机结构件材料TC18高强钛合金超大棒材,以及研制出的TC17钛合金超大规格棒材,对我国航空产业迫切需要解决的飞机材料,特别是发动机材料提供了强有力支撑,也体现出金天钛业在航空用钛合金材料开发方面持续的创新能力,引起了军方及同行业企业的高度关注,有力奠定了公司在航空及业界的知名地位。

    通过“商业模式创新”与“技术创新”有机融合,在高端钛合金研制方面,金天钛业一举突破航空军工领域,为我省航空制造产业提供尖端材料基地保障,并与落户湖南的中航飞机起落架有限责任公司签订了全面合作框架协议,在产品供应方面也得到了军工航空企业的认可,取得了良好业绩。

    一代材料,一代飞机: 大飞机、先进战机战略将带来无限机遇

    “一代材料,一代飞机”,代表未来航空发展水平的先进战机、宽体大型客机,大型运输机等钛材用量不断攀升,钛合金在飞机上的使用将越来越多。目前,世界上过半钛合金用于航空航天和军工产品。而我国现阶段航空钛合金需求量不到钛材需求总量的10%。

    从波音747的4%用钛量到空客A380的10%、波音787的15%的用钛量可以明显看到钛的应用不断提高的过程。宽体、双通道客机用钛量远大于单通道飞机。民机大型化加大了商用航空市场对于航空钛合金产品的需求。从目前趋势看,越是先进的新型飞机, 越是宽体飞机,用钛量越大。

    有数据显示,到2030年,我国大约需要新增干线客机3770架左右。而我国现行飞机用钛量仅为2%-3%,与国外相比差距很大。总体来说,我国钛合金仍处于研究多、应用少的阶段。要提高飞机的结构效益,延长大型飞机使用寿命,提高安全性,需要进一步加大航空钛合金的研究,扩大钛合金在我国飞机结构上的应用,缩短与国外的差距。

    据了解,我国国产C919飞机每架约需钛合金紧固件20万件,要完成首批100架启动订单就需要2000万件钛合金紧固件。按计划2018年年产150架大飞机计算,每年就需要3000万件钛合金紧固件。

    因此,金天钛业总经理李新罗认为服务大飞机项目的国产化战略,钛合金材料将会迎来广阔的发展前景,公司需要抓住机遇,大力发展航空航天钛合金材料的研制和生产。

    湖南省高新技术产业规划中明确提出将航空航天产业打造成我省百亿产业。伴随我省长株潭航空产业园的建设,进入园区的航空产业项目将越来越多。目前已有中航飞机起落架、中航湖南通用航空发动机、南方宇航高精传动等大项目,以及美国、加拿大、法国顶尖航空发动机制造企业,飞机起落架、航空发动机及整机产业链已初步形成。并将最终形成较完备的“飞机起落架+航空发动机+通用飞机整机制造+通用航空运营+配套产业+衍生产业”的航空产业链。

    面对这样的利好,金天钛业也做好了准备。公司已通过ISO9001-2008质量管理体系、ISO14001-2004环境管理体系和GB/T28001-2001职业健康安全管理体系认证,完全具备民用市场准入资质。为突破航空军工准入门槛,公司已通过三级保密资格、GJB9001B国军标质量管理体系认证及武器装备科研生产许可证。为进入航空领域,公司已通过法国BV公司航标AS9100C质量体系认证。可以说,已经拿到了军民两用市场的“许可证”,这为今后的量产提供了资质准备。

    除了应用于航空航天,钛金属在舰船、石油化工,以及小到人体支架、运动用品等领域均有应用。常德经开区工委书记周运来说:“金天钛业的入驻改变了经开区的产业格局,未来金天钛业有望达到50亿元产值,而经开区也将围绕钛金属精深加工努力打造200亿元的延伸产业链。”届时,常德经开区也有望形成一个成规模的钛金属加工产业集群。

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