中航重机下属贵州安大、派克新材、航宇科技等企业是国内主要环锻 件生产企业。 贵州安大始建于 1966 年,是专门从事航空发动机、飞机和燃气轮机 锻件生产的专业化企业,具备辗环、轧盘、自由锻、热模锻、等温锻、 闪光焊、模具加工、机械加工等系列生产线,可生产高温合金、钛合 金、铝合金、镁合金、不锈钢、合金结构钢等材料。
航宇科技主要从事难变形金属材料环形锻件研发、生产和销售,公司 各类环锻件产品主要应用于航空、航天、燃机等领域。国内业务方面, 航宇科技全面参与国内所有现役、在研、预研航空、航天环锻件的研 制与生产任务,是长江 1000、长江 2000 环锻件主研制单位。国际业 务方面,航宇科技拥有美国 GE、P&W、英国 RR、法国 SAFRAN、 德国 MTU、美国 Honeywell 等航空发动机公司合格供方资质。
派克新材金属锻件产品涵盖由普通碳钢、合金钢、不锈钢以及高温合 金、铝合金、钛合金、镁合金等特种合金材料辗制的环形锻件、自由 锻件、精密模锻件等各类金属锻件,应用于航空、航天、船舶、电力 石化以及其他各类机械等多个领域。(报告来源:未来智库)
3.3 钛合金铸件:航材院和安吉精铸是国内航空钛合金铸件主要供应 商
钛合金精密铸造是钛合金零件近净成型的先进方法,可保证零件的结 构完整性、简化机加工量、减少或省去零件组焊、提高装配效率、稳 定质量,同时降低用钛成本。 钛在高温下具有极高的化学活性,液态金属成形过程中质量控制难度 极大。目前世界上只有少数几个国家掌握钛合金精密铸造技术。异型 薄壁钛合金精密铸造技术代表了钛合金精密铸造技术的高难度、高水 平。20 世纪 80 年代中期,美国 PCC、Howmet 等公司开始研究大型 薄壁钛合金整体结构件的精铸技术,并相继建立和扩大了大型薄壁钛 合金整体结构件精铸的生产条件和规模,成功研制了 F-100、CFM-56、 CF6-80、F-119 等发动机的中介机匣、风扇机匣、高压压气机机匣等 大型薄壁整体精铸钛合金件。
国内钛合金精密铸造方面,北京航空材料研究院铸钛事业部(原百慕 高科)、安吉精铸、宝钛股份、中船 725 所、中科院金属所和沈阳铸 造所等的钛合金铸造水平较高,已有较完整的科研生产线。 北京航空材料研究院有限公司铸钛事业部(原百慕高科)是中国钛合 金精密铸造的技术发源地、行业领导者,是亚洲最大、国际知名的钛 合金精密铸造产业基地。钛铸件产品包括航空类钛铸件、航天类钛铸 件以及泵阀类钛铸件等,航空类钛铸件产品用于军用、民用飞机发动 机、机身等。目前,铸钛事业部已成为国内航空航天钛合金铸造产品 的主要供应商。
国际业务方面,航材院铸钛事业部(原百慕高科)是国内唯一承担国 际宇航钛合金铸件批产供应商。铸钛事业部(原百慕高科)是法国 SNECMA 公司的正式供应商,从跟法国 SNECMA 公司的合作开始进 入国外宇航领域,百慕高科已成为 CFM 56-7 发动机支板的主要供应 商,并且进入新一代 LEAP 发动机开发项目,成为 LEAP-1A、1B、 1C 的 40 余个钛合金铸件的供应商,其中在 LEAP-1C 机匣及套件上 是唯一供货商。
安吉精铸前身为国营 3017 厂,是中航工业集团下属唯一的专业化铸 造企业,主要为不同类型的飞机、航空发动机、机载设备提供各类钛 合金、铝合金、高温合金、镁合金、耐热钢、不锈钢、结构钢、铜合 金和合金铸铁等优质铸件产品,拥有精铸铝、精铸钛、精铸钢、高温 合金、半精铸镁、铸铝等铸造生产线。公司拥有熔模精密铸造、离心 铸造、陶瓷型铸造、冷凝树脂砂铸造、金属铸造等各类工艺方法,大 型复杂钛合金整体精密铸造技术达到国内领先水平。 安吉精铸公司生产的钛合金铸件主要有垂尾、二支点壳体、转弯段、 内环前段、后盖、后通风器主体、中央齿轮机匣和发动机系列中介机 匣等,具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好、耐热性高的特性,用于 航空航天飞行器,可以降低重量、提高发动机的工作温度、改善其耐 腐蚀性能。
中船 725 所成立于 1961 年,是专业从事舰船材料与工艺及应用性研 究的军工科研事业单位,是海军各型号的材料技术责任单位,构建了 海军武器装备的基本材料体系,有效保证了装备工程对材料技术的需 求。中船 725 所钛产品包括钛合金构件、铸件和海绵钛等,业务分别 由双瑞万基和双瑞精铸承担。 双瑞精铸前身是中船 725 所七室,在钛及钛合金技术和产品研究领域 已有近 60 年,拥有熔炼、精密铸造、热轧、冷轧、焊管、换热器等 多条先进的生产线,配备先进水平的 EB 炉、1000kg 级真空铸造炉、 热轧及冷轧机组、焊管机组以及板式换热器专用生产设备,已成为国 内主要钛合金产品研发、生产企业,产品广泛应用于船舶、海洋工程、 体育休闲、石油化工、航空航天、医疗器械、电力等领域。
沈阳铸造研究所成立于 1957 年,2017 年更名为沈阳铸造研究所有限 公司,是国家级铸造技术专业研究机构。截至 2020 年底,公司在岗 职工 487 人,其中,专业技术人员包括正高级工程师 56 人和高级工 程师 83 人在内共 256 人;技能人员包括高级技师 14 人和技师 35 人 在内共 231 人。
沈阳铸造所设有钛合金铸件生产基地,其钛合金技术产业部是 1965 年由国家投资兴建的我国第一个钛合金铸造材料、工艺、设备研究和 生产基地,石墨型铸造和精密铸造工艺技术在国内处于领先水平。目 前生产车间面积 8000 平方米,设置有熔铸车间、精铸制壳车间、机 械加工车间、后处理车间,装备有 1500kg、600kg、300kg、200kg、 100kg 真空自耗凝壳炉各 1 台,并配备有大型真空热处理炉、5-100 吨液压蜡模压注机、远红外脱蜡炉等设备共百余台,具备年产 400 吨 优质钛合金铸件的生产能力。
沈阳铸造所钛合金铸件的主要工艺方法有熔模精密铸造工艺、机加石 墨型工艺、改善石墨型工艺、捣实型工艺、金属型工艺、复合铸型工 艺。公司承担了大量航天科研生产任务,为火箭、卫星、宇宙飞船、 舰船等领域提供了大量高、精、尖钛合金铸件。民用方面,公司生产 的 TIH、TCZ 系列钛合金离心泵、J41W-16Ti 系列钛合金截止阀、 Q41-16Ti 系列钛合金球阀、4-72 和 9-19 系列钛风机等产品已遍布全 国各地,并出口加拿大、美国、瑞典、德国、匈牙利、韩国、新加坡、 印尼、马来西亚等国家。
宝钛股份拥有铸造生产系统,拥有 25kg、150kg、500kg 真空凝壳炉、 大型石墨除气炉、CNC 加工中心、射蜡机等设备,铸件年生产能力 250 吨以上,建设的高尔夫球头生产线,年设计产能 20 万只。宝钛股 份铸造生产系统的浇注轮廓尺寸可达 Ф1800mm×1000mm、单次浇筑 重量 400kg,为能源化工行业分体浇筑生产过单重 710kg 的超大型双 涡壳离心泵,单体浇筑 291kg 的 ZTC4(铸态 TC4)空间相机主镜支 撑框。
3.4 钛合金产业链现状:航空航天用钛材供给集中度较高,部分高端 钛材或供应不足
(1)国内航空航天用钛材行业集中度较高
国内钛材行业集中度较高,根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会的 统计数据,2020 年,国内前 10 家主要钛材生产企业的钛材销量占总 销量的 80%,前 5 家主要钛材生产企业的钛材销量占总销量的 60%,同比均略有提升。在航空航天领域,随着近几年对钛材的需求快速增 长,航空航天领域钛材行业集中度有所降低。在航空航天领域,2020 年,国内前 5 家企业钛材销量占总销量的 72%,前 3 家企业钛材销量 占总销量的 60%。
(2)国内钛材供应中部分高端钛材或供应不足
根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会的统计,国内主要钛锭、钛材 供应商均有三十余家。2020 年,国内 33 家主要钛锭生产企业共生产 钛锭 11.99 万吨,同比增长 35.2%,国内 32 家主要钛材生产企业共生 产钛材 9.70 万吨,同比增长 28.9%,占全球钛材产量的 50%以上。 根据国内钛材进出口数据,2020 年钛材出口量远大于进口量,且进出 口量均同比下降。2020 年,钛材进口量为 6139 吨,同比减少 24.4%, 出口量达 15246 吨,同比减少 27.1%。
分项来看,2020 年钛材进口量仅航空航天等高端领域用钛合金丝材保 持增长,反映出国产钛材在高端紧固件等领域还难以满足国内需求; 2020 年,钛合金薄板和厚板的进口量虽略有减少,但基本稳定,反映 出我国在高端领域的钛合金薄板和厚板对国外仍有一定的依赖。目 前,我国高端需求用航空紧固件用钛合金棒丝材、船舶用钛合金宽厚 板坯等产品在批次稳定性上与国外还有一定的差距,仍需进口,随着 国内钛材龙头企业装备和技术不断升级,有一定进口替代空间。