钛合金tc11抗腐蚀性能,tc18钛合金的性能

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-18 10:51:26

(报告出品方/作者:方正证券,鲍学博、马强)

1 钛合金产业链概述

钛合金熔炼技术复杂、加工难度大,目前,世界上仅美国、俄罗斯、 日本、中国四个国家掌握完整的钛工业生产技术。 在钛材工业产业链中,产业链上游完成海绵钛的生产。以自然界产出 的钛矿石,主要包括金红石矿石和钛铁矿矿石为主要原料,经选矿、 富集后得到天然金红石精矿和钛铁精矿,经镁还原法等提取工艺获得 海绵钛。

国内主要海绵钛生产企业包括宝钛华神、朝阳金达、双瑞万 基、贵州遵钛、朝阳百盛、龙佰集团、攀钢钛业和新疆湘晟等。 产业链中游完成钛材及钛合金锻铸件的生产。钛材的生产流程包括熔 铸和压力加工两个生产阶段。熔铸阶段投入的原料复杂多样,而产出 的半成品——锭坯较为简单;压力加工阶段,投入的原料(锭坯)较 为简单,而产出的最终产品有板材、棒材、锻件、管材、带材、型材、 箔材、丝材等。

国内各类钛材中,产量最大的为板材,其次为棒材。2020 年,国内钛 合金板材、棒材、管材、丝材、锻件和铸件产量占比分别为 59%、16%、 10%、1%、6%和 1%。

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根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会的统计,国内钛材生产企业主 要有 30 余家,其中,航空航天领域钛材生产企业有 20 家左右。在航 空航天领域,钛材行业集中度较高,2020 年,国内前 3 家企业钛材销 量占总销量的 60%,前 5 家企业钛材销量占总销量的 72%。国内能够 生产航空航天用钛合金材料的企业主要是西部超导、宝钛股份、西部 材料、金天钛业、航材院、宝武特冶和天成航材等。

钛合金锻铸件方面,根据结构件的需求不同包括模锻加工、辗环和熔 模铸造等不同工艺。国内三角防务、中航重机下属宏远公司和二重万 航等企业可生产钛合金模锻件;中航重机下属安大公司、派克新材和 航宇科技等企业可生产钛合金环锻件;北京航材院铸钛事业部、安吉 精铸、宝钛股份、中船 725 所下属双瑞精铸、中科院金属所和沈阳铸 造所等单位具有钛合金铸件生产能力。

锻铸件生产企业从钛材生产企业购买钛材以及钛铸锭作为生产的原 材料。例如,航宇科技 2020 年采购钛合金 1.43 亿元,其中,向宝钛 股份采购钛合金 7565 万元,向西部超导采购钛合金 1653 万元。 产业链下游完成钛合金成品结构件生产,包括精密锻造、机械加工和 表面处理等。航空航天领域钛合金产品结构件生产企业主要有爱乐 达、航亚科技和航空、航发主机厂等。

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2 国内钛矿资源丰富但贫矿多、富矿少,海绵钛生产原料依赖进口

2.1 国内钛矿资源以钛铁矿为主,高品质金红石矿产资源稀缺

自然界产出的钛矿石,经选矿、富集后得到天然金红石精矿和钛铁精 矿。金红石精矿 TiO2 含量一般在 93%-95%(质量分数)以上,品位 高,杂质含量少,是生产氯化钛白和海绵钛的优质原料。但因金红石 矿储量有限,其产量较低,价格较高。钛铁精矿中 TiO2 含量 42%-64% (岩矿选出的钛精矿品位一般在 42%-48%,砂矿为 50%-64%)。

根据美国地质调查局(USGS)《Mineral Commodity Summaries 2022》, 截至 2021 年末,全球钛铁矿储量为 7.0 亿吨,金红石储量为 0.49 亿 吨。全球钛铁矿原矿资源主要集中在中国、澳大利亚和印度,合计钛 铁矿资源储量占全球的 68%,中国钛铁矿储量占全球的 33%。金红石 资源主要分布在澳大利亚、印度和南非,合计金红石资源占全球的 92%。

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中国钛资源主要以钛铁矿的形式存在,少量钛资源以金红石形式存 在。根据国家统计局 2017 年《中国统计年鉴》数据,我国钛资源主 要集中在四川,少量分布于湖北、山东、河北、新疆等地,四川省钛 铁矿储量占全国总储量的 90%。

中国是钛精矿的主要生产国和消费国。中国有色金属工业协会钛锆铪 分会的《2020 年中国钛工业发展报告》数据,2020 年,中国共生产钛精矿 633 万吨,其中攀西地区的产量为 511 万吨。美国《Mineral Commodity Summaries 2022》报告数据显示,2021 年中国钛铁矿产量 占全球的 37%。

钛铁精矿的主要利用途径有两条。一是将钛铁精矿采用电炉熔炼法、 盐酸浸出法等转化成酸溶性富钛料后,用硫酸法生产钛白。另一是钛 铁精矿经富集处理后得高钛渣或人造金红石,再经氯化、除杂、精制 后得精四氯化钛。精四氯化钛可经气相氧化生产氯化钛白,也可经镁 还原-真空蒸馏生产海绵钛。 大部分钛铁矿用来生产普通钛白粉,其终端产品应用于涂料、造纸、 塑料、日化等行业,小部分钛铁矿通过提纯成人造金红石,再被制成 海绵钛,其终端产品钛材广泛应用于传统领域中的化工、电力、冶金、 制盐和新兴领域中的医药、休闲体育等行业。金红石矿的产品主要是 高端海绵钛(终端产品高端钛材又称战略金属)和高端钛白粉。

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