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應用于手機折疊屏的鈦箔。辜鵬博/攝

湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司冷軋事業(yè)部。辜鵬博/攝

沿海地區(qū)的大型核電站，源源不斷地產出清潔能源；熱銷的折疊屏幕手機，為消費者帶來便捷體驗。然而，鮮為人知的是，核電機組穩(wěn)定運行、手機屏幕絲滑折疊，離不開一種關鍵材料——高端鈦材。湖南省在高端鈦材領域可謂獨樹一幟，湖南省既無鈦資源，也未有成熟的鈦產業(yè)體系。然而，為加快助跑湖南省工業(yè)化，服務湖南省先進制造業(yè)發(fā)展，近年來，湖南省前瞻布局，將目標瞄準高端鈦及鈦合金產業(yè)。近日，筆者走進國內鈦帶卷主要生產企業(yè)——湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司（以下簡稱“金天公司”），實地感受高端鈦材的研發(fā)過程。

“追趕10年，

終于填補國內技術空白”

3月18日，在金天公司的冷軋事業(yè)部里,一卷卷銀色的鈦帶卷正緩緩軋出。不久后，這批高品質鈦帶卷將發(fā)往沿海地區(qū)，作為“華龍一號”核電項目發(fā)電機組的關鍵材料。

“未來3年訂單在手！”金天公司常務副總經理楊友志自豪地說，金天公司自主研發(fā)制造的核電用鈦材，填補了國內技術空白，在市場上占據(jù)領先地位，助力中國核電產業(yè)提高自主可控能力。

板式換熱器是核電機組的關鍵部件，需要長時間與海水接觸，對材料耐腐蝕性、強度等指標要求嚴苛，曾被一些發(fā)達國家長期壟斷封鎖技術。

“這塊鈦板看起來薄薄一片，卻是純鈦行業(yè)‘皇冠上的明珠’。”楊友志向筆者展示，一塊鈦板上有各種波紋狀流道，其設計對于材料成型能力的考驗非常大。

金天公司研發(fā)團隊創(chuàng)造性地構建“成分—工藝—組織—性能”模型，從原料成分調控著手，對關鍵元素反復計算和試驗，在工藝和成品處理環(huán)節(jié)，日復一日打磨。

“追趕了10年，終于填補國內技術空白。”楊友志介紹，金天公司從2015年參與國家重大科技專項開展技術攻關，到2021年、2023年分別通過中國核能行業(yè)協(xié)會、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會成果鑒定，從試制到小堆再到裝機，現(xiàn)已批量供貨。目前，金天公司成為國內唯一一家批量供貨三大核電集團的企業(yè)，為全球核電領域提供材料支持。

目前，金天公司生產的鈦帶卷廣泛應用于核電、化工、航空、能源、消費電子等領域，市場占有率位居國內第一、全球前三。

足夠薄、更加寬

“手撕鈦”挑戰(zhàn)成功

在企業(yè)展廳，一張鈦箔通體透亮，反射著鏡面般的光澤，它的厚度只有0.089毫米，相當于一根頭發(fā)絲的直徑。這樣一張鈦箔，可以像紙張一樣柔軟彎曲，可以用手輕輕撕開，因此獲得一個形象的名字“手撕鈦”。

“目前，行業(yè)內應用于手機折疊屏的鈦箔為0.12毫米，用量以克計算。”楊友志介紹，2022年以來，金天公司精密鈦箔累計供貨100噸級，相當于為1000多萬臺手機供貨的規(guī)模，國內市場占有率達70%。

相比不銹鋼，鈦材更輕、強度更高、耐腐蝕性更好，但軋制難度更大。

金天公司曾軋制出我國第一卷自主研發(fā)的寬幅冷軋鈦帶卷，而且厚度不斷下探，0.5毫米、0.3毫米、0.2毫米寬幅鈦帶卷相繼挑戰(zhàn)成功。

隨著高端電子產品對鈦箔的需求越來越大，金天公司發(fā)力攻關“手撕鈦”。

從0.2毫米到0.1毫米，這無法用肉眼分辨的厚度，對于工業(yè)生產來說卻如同一道巨大的鴻溝。

“鈦就像一匹野馬，馴服過程格外艱難。每軋薄0.01毫米都不容易。”楊友志說，最難的是，既要減薄，還要做寬。

如何把“手撕鈦”做到像鏡面一般平整光潔？僅僅是針對板形這一個技術點，研發(fā)團隊就配輥上百次，在經歷了上百次試驗后，才成功研制出厚0.089毫米、寬1050毫米的鈦箔，鑄就行業(yè)寬厚比最大的寬幅極薄鈦材。

超軟、超強、超薄、超寬，是業(yè)內對高端鈦材的極致追求。金天公司正瞄準氫能、海工、電子等應用領域，持續(xù)開展技術攻關、擴大產品應用，為國家重大裝備提供先進材料支撐。