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高品质板式换热器冲压用钛带制备技术及产业化

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成果主要完成人

裴 腾、陶会发、刘喜波、聂胜东、李 洋、王 非、王 哲、李渤渤、蒋林凡、顾新盛

项目概况

针对高品质板式换热器冲压用钛带的“生产流程长、成本高,成形性能差、易开裂,质量稳定性差”三大核心难题,进行“短流程低成本高纯净度大规格EB直轧铸坯扁锭制备,深冲用钛带成分组织性能协同优化与控制,冷轧钛带缺陷全流程控制”三项核心技术开发,实现了高品质钛带制备关键技术创新与产业化应用,形成了一套自主知识产权,解决了国内在该技术上的卡脖子难题,取得了以下关键技术成果: (1)提出了EB扁锭原料配料方案,从原料上解决钛带纯净度低、性能不稳定等问题;研发了EB锭熔炼工艺技术,有效消除了高低密度夹杂,提高了EB锭的钛金属纯度;采用海绵钛原料EB一次熔炼方法代替传统的多次VAR熔炼复杂工艺,开发了低成本大规格可直轧EB铸坯扁锭的短流程加工工艺,解决了传统技术工艺流程长、成本高的行业难题。 (2)揭示了杂质元素对钛材强度、延伸率、杯突值及冲压破裂的影响规律,采用控制主要单一杂质元素含量及[O]当量的方法,获得了低杂质元素含量、高纯净度扁锭;掌握了钛带轧制变形量对屈强比等力学性能的影响规律,获得了优异深冲性能的钛带,攻克了钛带轧制与性能控制技术;研发了高成形性钛带热处理技术,显著提高了钛带组织均匀性和稳定性。通过对钛带全工序流程组织性能协同控制,解决了国内钛带冲压性能与日本差距大、易冲压开裂、冲压合格率低等技术难题。 (3)分析了钛带卷缺陷识别、分类及形成原因,揭示了各种缺陷的去除机理,攻克了冷轧钛带缺陷全流程控制技术,突破了冷轧基料缺陷控制、半成品缺陷去除及退火粘结等多项技术瓶颈,实现了钛带表面质量及良品率的大幅提升,为稳定获得高品质钛带提供了可靠保障。 项目获得了成本低、深冲性能好、质量稳定的高品质板式换热器冲压用钛带,实现进口替代,有效促进了国产换热设备的质量提升与扩大应用,为我国新型海监船、渔政船、南沙海道陆用电站等军民装备用钛制板式换热器提供了可靠材料保障,提高了我国高品质钛带及板式换热器的国际市场竞争力,对促进我国高端装备产业的发展具有深远意义。 项目拥有多项自主创新成果,其中获得发明专利12项、实用新型专利5项,发表论文11篇,制定企业标准1项,并获得中国船舶集团有限公司科技进步奖二等奖,成果评价结论为总体性能达到国际先进水平。 项目钛带产品已成功替代进口,获得直接经济效益7.57亿元,在板式换热器相关设备产品的开发和销售方面的间接经济效益9.33亿元。