首次！海曙企业实现钛合金原材料技术突破

一颗颗如小米珠大小的深灰色颗粒，乍看之下酷似铅笔芯，但却令人意外地有着极强的屈服强度。这一名为“超高强钛合金”的喂料材料，是海曙区企业宁波钛钽新材料技术有限公司通过研发创新，在金属注射成形领域首次实现钛合金原材料1300兆帕屈服强度的具体体现。

屈服强度是指金属材料在受到外力作用时，开始发生屈服现象的应力值。1300兆帕屈服强度，即1平方厘米的面积约可承受13吨的力，其屈服强度相当于4头3吨多重的大象同时施力。这意味着，在面对强大外力作用时，采用该材料制造的钛合金机械零件，可做到“风雨不动安如山”。

当下，凭借强度高、重量轻、耐腐蚀、生物相容性好等性能优势，钛合金材料在航空航天、化学工程、消费电子、生物医用等领域得到广泛应用。

目前，市场上普遍应用的为900兆帕屈服强度的TC4钛合金材料，TC4钛合金的强度略高于传统不锈钢，但相同体积下重量仅为其一半。美中不足的是，TC4钛合金粉末每公斤价格为不锈钢粉末的6倍以上。“抗拉性”更强、“性价比”更高的钛合金原材料成为市场的新需求。

喂料作为金属注射成形（MIM）的关键原料，连接钛合金粉末制备与成形工艺，其品质直接决定最终零件的力学性能。

“我们的技术团队核心成员均来自北京科技大学新材料技术研究院，核心团队传承自该学院十余年金属粉末研究积淀，通过产学研深度协同创新，在喂料制备领域实现了关键技术突破。这也恰好与宁波当地高性能金属粉末材料产业形成互补。”宁波钛钽新材料总经理曲昊说。2023年，在市、区两级政府专项政策扶持及产业链伙伴协同下，企业开始将实验室成果转化为产业应用，正式落户海曙并启动生产线建设。

喂料“脱胎”于金属钛粉，中间需经历整形、分级、级配、混料、捏合等工序。这些工序决定着喂料在屈服强度方面的“禀赋”，也影响着注射成形后的机械零件的实际应用。

以整形工序为例。传统气雾化法和旋转电极法制备钛合金粉末，存在能耗过高、粉末收率偏低等痛点。对此，宁波钛钽新材料通过双路径实现技术突破。

一方面，联动上游环节与供应商协同创新，氢破法制备钛粉。“另一方面，我们创新采用氢化脱氢破碎预处理结合表面整形技术，通过重塑粉末颗粒形貌，使整体工艺相比传统气雾化法，工艺能耗降低90%，粉末收得率提升至原工艺的3倍以上。”曲昊说。

在此过程中，通过高压气体带动粉体流动并互相碰撞，使其表面完成塑性变形，从而提高粉体表面球形度和流动度，最终获得满足粉末注射成形工艺要求的高球形度粉末。该技术体系为后续制造工序提供了理想的原料基础。

氧含量也是影响钛合金材料性能的重要因素。在喂料加工生产全过程中的每个环节，宁波钛钽新材料做好各流程中的氧含量监督把控，使之不超过0.25%，避免因氧含量过量导致材料性能下降。

曲昊透露，这款“超高强钛合金”喂料已进入试产验证阶段，近期不少客商闻讯而来“求合作”。据预计，正式投产后，前期，企业年产能约可达100吨，销售额3000-5000万元。

“待其正式量产并得到广泛应用，不仅市场价格将比当下更有优势，更可在更多复杂环境种发挥稳定性能作用，为相关事业领域提供有力支撑。”曲昊表示。

来源：海曙