新中國60年鈦工業的發展歷程
2011年04月21日 14:0 42149次瀏覽 來源: 中國有色網 分類: 鈦資訊
(三)鈦材加工業的建立
我國的鈦加工工業始于1956年。50年代末,當時要研制原子彈、導彈和航空發動機,促進了鈦工業的建立。我國鈦加工業的創立可分為探索研究、擴大試驗和工業化三個階段。
1.鈦加工探索研究及第一個鈦錠的誕生
1956年,原冶金部有色金屬研究院開始了鈦及其合金的探索研究。為此,該院1957年自行制造了我國第一臺非自耗保護氣氛電弧爐。1958年又將該非自耗點弧爐改造成自耗爐,并于同年8月熔煉出國內第一支直徑65mm、重1kg的鈦錠。同年12月,將該鈦錠在東北輕合金加工廠擠出了我國第一根鈦管。1958年,該院還從前蘇聯購買了1噸海綿鈦,開始仿制鈦合金,研制的合金牌號有10多個,其中仿制出BT3-1,BT3,BT5,BT5-1,BT6和BT8等6個前蘇聯10種常用牌號的鈦合金,得到了比較滿意的結果,常溫性能達到了前蘇聯10種常用標準要求。從1958-1978年,該院先后仿制了美、英、前蘇聯等國20個牌號的鈦及其合金,并創制了自己的合金牌號。
1960年,該院建立了稀有金屬熔煉加工工段,當年自行設計制造1.5kg真空自耗電弧爐,還安裝調試了沈陽401廠制造的25kg真空自耗電弧爐,并自行設計制造了外熱石板材真空退火爐、內熱式高溫井式鉭片爐;該院還利用直徑300mm二輥熱、冷軋機,軋制出鈦板、鈦帶和碘化鈦板,每月以100kg規模進行小批量生產。從1960年起,不到兩年時間,就建成了B201、B202、B203等5臺旋鍛機及1/469、C18、LS818型和仿日型拉絲設備,每月以50kg的規模投入小批量生產,以滿足國防尖端的急需。
在探索試驗階段,原三機部621所與沈陽有色金屬加工廠也開展了卓有成效的工作。1958年6月,沈陽有色金屬加工廠和621所達成了共同研制某航空發動機用BT3-1鈦合金板材協議。同年10月,621所用自制的7kg真空自耗電弧爐熔鑄出Ф80mm*250mm鈦合金錠,經鍛造開坯后送往沈陽有色金屬加工廠用二輥銅板軋機,軋制成1mm*200~400mm的BT3-1鈦合金板材,這是我國生產出的第一批鈦合金加工材。
2.擴大試驗階段及第一個鈦材生產車間
為了加速鈦工業化,原冶金部有色金屬研究院于1960年多次派人到沈陽有色金屬加工廠、撫順鋼廠進行試驗。僅用一年的時間就生產出原三機部112廠急需的TO4-1(TC2)合金1.0mm*1000mm*1500~2000mm板材;生產出原三機部112廠急需的BT5-1(TA7)合金2.0mm*1000mm*(1500~2000)mm板材。后來,還在撫順鋼廠開展OT4-1、BT6、BT3-1、BT9及新BT9(TC11)等5種前蘇聯用10中常用工業牌號鈦合金的仿制。
1959年9月,原國家科委在保定召開的三年規劃會議上,原冶金部決定將撫順鋁廠的100kg、200kg真空自耗電弧爐各一臺調往沈陽有色金屬加工廠,建成具有三臺真空廠房,作為加工試驗基地。1963年,建立了包括熔鑄、鍛造和板、棒、箔、線、帶材的生產系統,安裝了500kg真空自耗電弧爐,建成了我國第一個鈦材生產車間。
3.鈦材生產實現工業化階段
(1)寶雞鈦加工基地建設
1964年,國家計委召開“三線”建設會議后,原冶金部決定在陜西寶雞建設一個鈦材為主導產品的稀有金屬加工材生產廠---902廠。該廠是一個科研與生產相結合化的綜合性企業,既包括寶雞有色金屬加工廠(現寶鈦集團)和寶雞有色金屬加工研究所(現西北有色金屬研究院)。工廠的主要設備和儀器由美國、德國、日本等10多個國家引進,包括兩臺3噸的真空自耗電弧爐、3150噸臥式擠壓機、兩臺12m真空退火爐、1200mm板材熱軋機組和冷軋機組等。生產能力為年產鈦材1000噸。
902廠于1965年3月正式破土動工,以后邊建設邊投產。1967年該廠與海軍725研究所合作,成功鑄造出TC4、TA7鈦合金螺旋槳,用于“二五”快艇。1968年,鑄造出“910”航空發動機一級整流葉片、“水轟五”飛機壓氣機機匣和剎車殼體、發動機支承座等TC4鈦合金鑄件,是我國用于航空制造業最早的鈦合金鑄件。1968年管材車間投產,1969年鍛造車間投產;1970年首次為軍工生產出十幾種規格的冷軋無縫出臺管850kg;1971年板材車間正式投入生產,生產出2.0mm*1000mm*2000mm TA2鈦板和2.0mm*800mm*1600mmTA6鈦合金板材;1972年5月自行設計制造的國產第一臺3噸真空自耗電弧爐投產。該廠的鈦材產量從1970年的1.4噸逐漸增長到1978年的328.2噸,約占當時全國鈦材產量的65%。以此同時,寶雞有色金屬研究所在鈦及鈦合金研發方面也取得很大進展。例如,率先研制成渦噴-7發動機用的TC9鈦合金和鈦-鋼復合板等。從此,902廠就成為我國最大的鈦研發與生產基地,也標志著我國鈦工業化取得了重大進展。
(2)其他鈦生產線的建立
在寶雞建設鈦專業生產廠的同時,上海第五鋼鐵廠和撫順鋼廠等,也引進了大型著空電弧爐等先進加工設備,以鈦鋼結合的模式生產各種鈦加工材。多年來,這些廠一直是我國重要的鈦材生產企業。
4.我國鈦研究體系的建立
進入20世紀60年代中期,我國鈦研究單位逐漸增多。1965年,上海鋼鐵研究所成立了鈦合金研制小組。同時,撫順鋼廠、上鋼五廠、上鋼三廠也開始研究鈦材。至1970年底,從事鈦合金研究單位除原冶金部有色金屬研究院、上海鋼鐵研究所、寶雞稀有金屬加工研究所、天津市冶金材料研究所、沈陽市冶金研究所也開始研制耐熱鈦合金、航空鈦鉚釘絲材、航空鑄造鈦合金結構件等。此外,一些大學,如北京航空學院、西北工業大學、東北大學等積極開展鈦合金加工及其工程研究。從事鈦冶煉研究的主要是北京有色金屬研究院、一些化工研究所與設計院、東北大學及海綿鈦生產廠家。至此,我國鈦研究體系已經全面形成。
1970年,我國比較成熟的鈦合金有:TA4、TA5、TA6、TA7、TA8、TB1、TB2、TC1、TC2、TC3、TC4、TC5、TC6、TC7、TC8、TC9和TC10共17種,為我國鈦標準的制定奠定了基礎。
5.我國第一批鈦行業標準
為適應國內鈦工業的發展,1967年底,原冶金部情報標準所在沈陽有色金屬加工廠支持召開了冶金部行業標準制定會,通過了由北京有色金屬研究院起草的鈦及鈦合金牌號和化學成分冶金行業標準。1970年,原冶金部頒布了我國第一個鈦及鈦合金牌號和化學成分行業標準---YB761-1970,納入標準的牌號有21個。其中,純鈦4個,合金17個。
與此同時,北京有色金屬研究院和撫順鋁廠制定了我國第一個海綿鈦部標準和多個鈦分析、檢測方法標準。
鈦合金標準的形成也是我國鈦工業化的重要標志。
6.鈦的早期應用
在鈦創業初期,我國鈦材產量很小。按國家指令,鈦材幾乎全部用于軍工領域。鈦材的研發、生產、應用基本處于保密狀態。航空用鈦是發展的重點。例如,1970上海實施了“708”工程(大型客機)用TC4合金應用研究和“運十”飛機用Ti-7Al-4Mo合金研究。由于工程中途下馬,相關研究成果未獲應用,但積累了經驗,鍛煉了隊伍。
鈦工業的發展為我國航空、航天、艦船工業成長提供了急需的關鍵材料,做出了重大貢獻,受到了國家的肯定。截至1978年底,各單位共獲部級成果獎15項。
責任編輯:lee
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