航发钛合金的国产替代在原材料环节已具备较强的自主供给能力,高端海绵钛(航空级)的产能与品质可支撑国内需求;设备环节则处于“关键突破、局部依赖”的阶段——冷床炉(CHM)是消除高熔点夹杂的关键设备,此前主要依赖进口,而宝钛集团装备公司自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)已实现首锭出炉,标志着国产冷床炉设备迈出实质性一步。总体来看,原材料环节国产化程度较高,设备环节正从进口依赖走向自主突破,冷床炉是当前自主可控的关键堵点。

原材料环节:航空级海绵钛供给能力已具备

海绵钛是钛合金产业链的起点,其纯度直接决定下游航空应用的安全性。按照含钛量高低,海绵钛被分为多个等级,航空领域通常要求0级以上(含0级)的海绵钛,而化工等领域多使用2级左右的工业级海绵钛。国内海绵钛主流生产工艺为镁还原法,该方法虽存在高能耗、高污染等短板,但仍是全球最主流的技术路线,海外也在探索电化学还原等更节能的替代方案。从供给端看,国内在高端海绵钛领域已具备自主生产能力,原材料环节的国产替代进展较为顺利,为航发钛合金的自主可控提供了基础保障。

设备环节:冷床炉是核心堵点,国产EB炉实现突破

钛锭熔炼是连接海绵钛与钛材的关键环节。主流设备为真空自耗电弧炉(VAR),但其局限在于即使经过三次熔炼,也无法完全消除高熔点金属夹杂。相比之下,冷床炉熔炼(CHM)在去除高熔点夹杂方面具有显著技术优势,是航空级钛合金熔炼的更优选择。

然而,冷床炉设备此前主要依赖进口。国内主要钛合金企业中,宝钛股份配备了电子束冷床炉,而西部超导、西部材料仍采用真空自耗电弧炉。在设备国产化方面,宝钛集团旗下的装备科技公司自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)已实现首锭出炉,标志着国产冷床炉设备从无到有的突破,但行业整体的设备自主化仍处于起步阶段,冷床炉的进口依赖依然是航发钛合金自主可控的关键堵点。

常见问题

为什么冷床炉对航发钛合金如此重要?

航空发动机对钛合金的纯净度要求极高,高熔点夹杂物是导致发动机叶片等关键部件失效的重大隐患。冷床炉熔炼(CHM)能有效去除高熔点夹杂,这是传统VAR设备难以做到的,因此冷床炉被视为航空级钛合金熔炼的关键设备。

目前国内哪些企业配备了冷床炉?

根据公开资料,宝钛股份配备了2400kW电子束冷床炉,而西部超导和西部材料目前仍使用真空自耗电弧炉。宝钛集团装备公司自主研制的EB炉已实现首锭出炉,为行业设备国产化提供了重要参考。

钛合金国产替代的下一步看点在哪里?

原材料环节的高端海绵钛已具备自主供给能力,设备环节的冷床炉国产化是当前的核心看点。宝钛集团EB炉的突破是一个积极信号,后续行业能否扩大国产冷床炉的应用范围,将直接影响航发钛合金全产业链的自主可控进程。