3d打印钛合金构造技术，钛合金3d打印的企业有哪些

近日，被誉为东欧富二代的乌克兰再次向中国订购20吨金属零部件，耗资160万美元，用于建造自己的安178运输机。不过，有趣的是，这个20吨重的金属零件虽然列出了38个产品名称，但主要材料是钛合金，中国公司只能提供半成品。事实上，中国已成为世界领先的钛合金生产加工国家之一，各种高等级军用钛合金在国际上备受青睐。美国商务部也表示，如果中国切断钛金属供应，将对美国产生“重大影响”。其重要性不言而喻。备受世界瞩目的钛金属到底有何魅力？中国金属钛在世界上的实际水平如何？如此重要的战略金属，中国为何不限制出口？是否会重蹈稀土的覆辙？

非常年轻的“战略金属” 几年前，中国海军少将张召忠在节目中透露，航母上的一颗钛合金小铆钉可以价值千美元换一辆奥迪汽车。而且，如果我们日常所见的各种金属制品都冠以钛合金的名字，无论是外观还是实用性，它们的价格肯定会上涨。钛合金现在已成为奢侈品的代名词。钛合金为何占据如此地位？要理解这个问题，首先要知道它是什么以及它的用途。

所谓钛合金，顾名思义，是以钛为主要材料，掺杂其他元素的合金。它不是一种特定的金属，而是指一个非常大的金属类别。钛合金的历史很短，从20世纪50年代到1960年代商业化到现在还不到70年，但是这段短暂的历史并不影响钛合金在世界范围内的普及。与铁、铝等传统金属相比，钛金属具有优越的物理和化学性能。虽然它是一种典型的轻金属，金属密度只有铁的一半，但其材料强度却远远超过铝金属，几乎与合金钢相当。比强度是当今所有金属中最高的。此外，高纯度钛金属具有优异的塑性，可以承受打击和拉拔工艺，但其他元素的掺入逐渐使钛合金变脆变硬，使得大多数钛合金比合金更强。得益于这一特性，钛合金的应用范围更加广泛，其发展方向也将更加多样化。

此外，钛本身还具有很强的耐酸碱腐蚀、耐寒、高熔点、超导特性，以及最令人惊讶的“生物相容性”特性。这些特性在人类工业的帮助下进一步放大，产生意想不到的效果。例如，在火箭、导弹、航天器等中使用钛或钛合金代替钢，不仅可以提供优越的材料强度，而且可以增加耐高温和低温的能力。最重要的是，低密度钛合金部件可以显着减轻车身本身的重量，并提供更高的负载能力。在材料强度相同的情况下，远程导弹每减少一公斤，射程可增加八公里，火箭每减少一公斤，其发射燃料可减少近100公斤，从而增加其运载量。可以做。还有太空设备。

此外，当今航空母舰和舰船大面积使用钛合金，不仅提高了耐海水腐蚀的能力，降低了维护成本，而且还提供了更高的材料强度和保护。我们还有专门用于医疗用途的“生物相容性钛合金”、具有记忆功能的“钛镍合金”和专门用于深海探索的“钛潜艇壳”。也就是说，钛合金具有各种优异的性能，现已广泛应用于航空航天、军事、医疗、工业生产等众多领域。为此，钛合金也被誉为继铁、铝之后的第三贵金属，是世界各国严格管制的“战略稀有金属”！

储量丰富的“稀有金属” 不过，有趣的是，钛虽然被称为“稀有金属”，但其实它在地球上并不稀有，而是储量极其丰富。据美国地质调查局统计，钛占地壳的0.63%，位居世界第七位，仅次于铁、铝、镁等金属。含钛矿物有140多种，储量极为丰富。据统计，世界仅锐钛矿、钛铁矿、金红石的总资源量就超过20亿吨。这是什么概念呢？比如，世界上铜的共同储量只有7亿吨左右，而钛却是这个数量的三倍。

那么，如此丰富的钛资源为何被列为稀有元素呢？其实，答案很简单。也就是说，钛的制造极其困难。虽然地球上钛的储量极为丰富，但大部分钛只是其他金属矿的副产品，致密、富矿的矿石极为稀缺。目前已知的钛矿物有140多种，但具有开采价值的只有12种，约占其中的十分之一。因此，说金属钛储量很大，但实际上根本无法开采。而且，钛矿即使开采成功，冶炼起来也不是那么容易。前面提到，钛金属具有非常强的耐酸碱腐蚀能力。这一特性使得钛金属很难在室温下通过化学制备来纯化。

同时钛具有优异的耐热性，熔点达到1700以上。因此直接冶炼钛矿石需要超高温环境。问题是钛的化学性质在高温环境下变得非常活跃。它很容易与空气中的氧、碳、氮和许多其他元素发生反应。因此，钛金属的熔炼必须在真空或惰性气体环境下进行。严禁与空气和水接触，甚至不能使用冶金行业常用的氧化铝坩埚，以防止其他元素杂质“污染”钛金属。而如此恶劣的环境意味着非常高的生产成本。统计显示，同等重量，钛的成本大约是铝的6倍、钢的30倍，甚至要求较低的工业钛每吨成本也高达数千美元。例如，航空航天和军事工业所需的特种钛的成本可能高达数万美元。

最重要的是，即使有资金，也很难建成如此技术要求高的钛冶炼产业链。这需要非常完善的工业体系和材料科学储备。因此，目前有能力打造完整钛产业链的国家只有美国、中国、俄罗斯、日本四个。大多数其他国家需要进口。这就是钛金属价格高的根本原因。

中国钛合金布局广泛，具有如此重要战略价值的钛合金目前正在出口海外，但中国并不畏惧发展成为第二个稀土产业。答案是不。由于其特性，钛不像稀土，而更像钢。首先，钛合金储量高、分布广，必然会像铁、铝一样广泛应用于人类工业生产，而且绝对不会像稀土那样被少数人垄断。

与中国一样，日本钛储量居世界第一，但占比不足40%。澳大利亚、俄罗斯、印度、美国等国家钛储量极为丰富。而每家企业都或多或少地建立了自己的钛产业链，在这种情况下，想要获得钛合金领域的垄断地位是不可能的。目前，钛合金被称为“战略金属”，因为其使用领域太重要，而且冶炼和加工成本还不够成熟。在这种情况下，要想在钛合金领域获得更高的话语权，最好的办法就是加大投入，在应用加工技术上不断创新，同时通过出口获得更大的国际市场。关于钛合金。只有钛合金真正成为第三金属，才能成为真正的钛合金力量。

与日本钢铁工业一样，之所以被诟病“大而不强”，就是因为高级特钢严重短缺，一度依赖进口。为此，日本钢铁行业近年来转型尤为艰难，苦难时期也比其他行业要长得多。而这个教训自然会让我们在钛合金领域不再重蹈覆辙。幸运的是，中国在高档钛合金领域仍落后于美国和俄罗斯。不过，这个差别并没有那么大。特别是近年来，我国高档钛合金制造加工技术不断进步。比如去年，中国深海探测器“奋斗”号成功登陆马里亚纳海沟底部。它采用完全中国独特设计的钛合金外壳，技术世界一流。

此外，中国还拥有世界领先的“钛合金激光3D打印技术”，可直接打印大型复杂钛合金零件。直接减少焊接工序，增加结构完整性，延长使用寿命。中国的新型战斗机，如歼20和歼31，目前在许多结构部件上都采用了这种技术。放眼全球，目前只有美国拥有同等水平的印刷技术，在工业化方面仍落后于中国。而随着中国C919大飞机的下线、载人航天项目进入密集爬坡期以及近年来军事装备规模进一步扩大，对中国高等级钛合金的需求也将增加。在这些市场的带动下，中国在高端钛合金领域必然会达到更高的水平。相信到那时，我国钛合金的普及程度一定会提高，在国际市场上将逐步赶上美国、俄罗斯，成为真正的钛合金强国。

最后，我们来做一个小调查。你知道钛合金在我们的生活中还有哪些用途吗？欢迎在评论区与大家分享。嗯，我是大东，一位铁杆热情的科普作家。如果喜欢我的内容，别忘了点赞和关注。下一期再见！