熱軋是將鍛造后的板坯加熱至再結晶溫度以上進行軋制,使其厚度減薄、寬度展寬,實現板材的初步成型。熱軋過程中,溫度、壓下量和軋制速度是關鍵工藝參數。對于純鈦和低合金化鈦合金,為減少加熱時吸氣層和氧化皮的形成,通常采用較低的加熱溫度,一般在 850℃ - 950℃,且在熱透的情況下盡可能縮短保溫時間。但降低溫度會使軋制時變形抗力急劇增加,同時塑性下降,對于高合金化鈦合金,需適當提高加熱溫度。熱軋設備主要有帶卷取機的可逆式四輥熱軋機、四輥可逆式爐卷軋機和多機架四輥熱連軋機等。可逆式四輥熱軋機設備投資少,占地面積小,適合小批量多品種鈦合金板帶的生產,可軋制厚度 3 - 6mm 的熱軋板卷。熱連軋機組則具有生產效率高、產品質量穩定的優勢,適合大規模生產。熱軋后的鈦板厚度一般在 3mm 以上,表面粗糙度較高,還需進一步進行冷軋和精整處理。橡膠模具鍍鈦,能有效防止橡膠粘連,提高生產效率與產品質量。延安鈦板
新能源產業的快速發展,使鈦板成為氫燃料電池、光伏、儲能等領域的關鍵材料,主要應用于電極部件與高溫設備。在氫燃料電池領域,純鈦板(TA2)經精密蝕刻制成雙極板,其耐腐蝕性可抵御電解液(如硫酸溶液)侵蝕,使用壽命突破10000小時,較傳統石墨雙極板(5000小時)提升1倍;雙極板表面通過鍍金或碳涂層處理,降低接觸電阻,提升電池效率,豐田Mirai、寧德時代氫燃料電池原型機均采用鈦基雙極板。在光伏領域,鈦板用于高溫鍍膜設備的靶材支撐結構,耐受1200℃以上鍍膜溫度,替代不銹鋼板,設備維護周期從6個月延長至2年,降低光伏電池制造成本;同時,鈦板用于光伏支架的耐腐蝕部件,在沿海地區可抵御海水腐蝕,使用壽命達25年。在儲能領域,鈦板用于鈉離子電池、固態電池的集流體,表面經納米涂層改性提升電極與電解液的相容性,循環10000次后容量保持率≥80%,較傳統銅集流體(60%)提升,中科院物理研究所、美國QuantumScape公司的新型儲能電池研發均采用鈦板集流體。嘉興鈦板的市場在液晶顯示領域,用于 TFT 陣列電極或為 ITO 透明電極提供附著層,提升顯示效果。
化工與海洋工程的強腐蝕環境,使鈦板成為理想的防腐材料,主要應用于反應設備、輸送管道與海洋結構。在化工領域,純鈦板(TA2、TA9)用于制應釜內襯、換熱器、攪拌器,可抵御濃硝酸、硫酸、鹽酸等強腐蝕介質,如在氯堿工業中,鈦板換熱器用于電解槽冷卻,使用壽命達15年,較不銹鋼換熱器(3-5年)延長3倍;精細化工的酸性物料反應釜采用Ti-Pd合金板內襯,在沸騰的5%鹽酸中仍能穩定工作,確保化學反應安全進行。在海洋工程領域,鈦板用于offshore鉆井平臺的井口裝置、海水冷卻管道,耐海水腐蝕性能(在3.5%氯化鈉溶液中腐蝕速率≤0.001mm/年)使其無需頻繁維護,挪威國家石油公司的深海鉆井平臺采用鈦板部件,使用壽命達25年;海水淡化設備的反滲透膜支撐結構采用鈦板,抵御海水與化學清洗劑侵蝕,提升設備運行穩定性,中國“海水稻”項目的灌溉管道即采用鈦板制造,解決傳統金屬管道腐蝕問題。
在全球“雙碳”目標背景下,鈦板產業積極推動綠色制造轉型,從原材料、生產工藝到回收利用,全鏈條降低環境影響。原材料方面,企業加大鈦礦伴生資源的綜合利用,從釩鈦磁鐵礦中同步提取鈦、釩、鐵,資源利用率提升30%;建立廢棄鈦板回收體系,通過真空重熔提純,再生鈦在鈦板生產中的占比從10%提升至25%,減少對原生鈦礦的依賴。生產工藝方面,推廣低碳技術:采用低溫燒結技術(將鈦粉燒結溫度從1200℃降至900℃),能耗降低25%;酸洗工序采用無酸清洗技術(如等離子清洗),消除酸性廢水排放;設備升級方面,采用光伏、風電等清潔能源供電,生產碳排放較傳統工藝降低30%。2023年,全球綠色鈦板(再生鈦占比≥30%)產量占比達20%,綠色制造不僅符合環保要求,還降低企業成本,成為鈦板產業可持續發展的重要方向。激光設備光學元件鍍鈦,提升元件光學性能與耐用性。
為了在激烈的市場競爭中占據優勢,鈦板生產企業不斷探索生產工藝的優化策略,以提高生產效率、降低成本、提升產品質量。在工藝流程方面,通過對各工序的合理安排和協同優化,縮短生產周期,減少能源消耗。例如,采用連續化生產工藝,將鍛造、熱軋、冷軋等工序進行銜接,減少中間環節的停頓和等待時間,提高生產效率。在工藝參數優化方面,借助數值模擬技術對熔煉、鍛造、軋制等過程進行模擬分析,精確確定比較好的工藝參數,如溫度、壓力、速度等,以提高產品質量的穩定性和一致性。同時,加強對生產過程中的質量控制,建立完善的質量管理體系,通過實時監測和反饋調整,及時發現和解決生產過程中的質量問題,確保每一道工序的產品質量都符合標準要求。太陽能電池制造中,是高效電池背接觸層與粘附層的選擇,提高光電轉化效率。嘉興鈦板的市場
密度約 4.5g/cm3,為鋼的 60%,重量輕,便于搬運與安裝,能有效減輕設備整體重量。延安鈦板
鈦板產業的區域格局經歷了從歐美主導到多極競爭的深刻變革。20世紀,美國、俄羅斯、日本憑借技術優勢,主導全球鈦板生產,占據80%以上的市場份額:美國(如ATI公司)專注于航空航天用鈦板,俄羅斯(如VSMPO-AVISMA公司)在大型鈦錠與寬幅鈦板領域,日本(如JXTG公司)聚焦精密鈦板與醫療用鈦板。21世紀以來,中國、印度等亞洲國家快速崛起:中國依托豐富的釩鈦資源(占全球鈦礦儲量35%)與龐大的制造業需求,通過引進技術與自主研發,逐步建立完整的鈦板產業鏈,在中低端鈦板領域實現規模化生產,2023年中國鈦板產量占全球的50%,成為全球比較大的鈦板生產國;同時,中國在領域不斷突破,如航空航天用Ti-1100合金板、醫療用4N級純鈦板逐步實現國產化,打破歐美壟斷。印度、韓國則在精密鈦板領域發力,為電子、汽車產業提供配套,全球鈦板產業形成“歐美主導、中國主導中低端、亞洲新興國家聚焦細分市場”的多極競爭格局。延安鈦板