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1.大型熔煉及加工裝備的研制

北京杰豐精密機(jī)械科技有限公司位于北京市昌平區(qū)昌平鎮(zhèn)南環(huán)，專業(yè)從事北京精密零件加工，北京鋁合金異型件加工，北京不銹鋼異型件加工，北京不銹鋼零件加工,北京鈦合金加工 ,北京鋁合金零件加工,北京軍工零件加工，北京高精密零件加工 , 北京cnc數(shù)控加工，北京夾具工裝加工 ，集機(jī)械、金屬、 塑料模型加工為一體的公司。

通過(guò)對(duì)我國(guó)鈦及鈦合金專利分類統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)在新型鈦合金研制以及加工技術(shù)方面開(kāi)展了大量的研究工作，并取得了諸多成果。我國(guó)目前已成功研制的鈦合金有70多種，其中有50多種已列入******標(biāo)準(zhǔn)，并形成了高溫鈦合金系列、結(jié)構(gòu)鈦合金系列、船用鈦合金系列、耐蝕鈦合金系列以及醫(yī)用鈦合金系列5大系列，相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量也居于首位（IPC C22C類）。此外，在鈦的加工技術(shù)方面也是碩果累累。2014年寶鈦集團(tuán)成功研制出TC4鈦合金型材，填補(bǔ)了我國(guó)鈦合金型材制造技術(shù)的空白，使我國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后第3個(gè)掌握鈦合金型材生產(chǎn)技術(shù)的******，而寶鈦集團(tuán)在2008、2013年就先后申請(qǐng)了一種鈦及鈦合金型材擠壓組合模具鈦合金型材熱擠壓用玻璃潤(rùn)滑劑 的相關(guān)專利；2015年中航卓越鍛造（無(wú)錫）有限公司通過(guò)鍛造—軋制工藝成功制造出外徑2 203 mm、內(nèi)徑1 690 mm、高810 mm、質(zhì)量4.7 t的特大型鈦合金異形環(huán)，并申請(qǐng)了大型數(shù)控鉆床加工環(huán)形鍛件找圓心的方法環(huán)形鍛件用探傷裝置環(huán)形鍛件用提升裝置等相關(guān)專利近10件；2017年，北京百慕航材高科技股份有限公司成功研制質(zhì)量達(dá)820 kg的超大型鈦合金鑄件，并申請(qǐng)了 一種鑄造合金鈦及其制備方法一種校形鈦合金構(gòu)件的模具定位機(jī)構(gòu)一種用于多邊形框架的校形工裝等相關(guān)專利近10件；2018年，西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司成功研制出國(guó)內(nèi)***大規(guī)格的海洋工程用鈦合金板材，并連創(chuàng)國(guó)內(nèi)三項(xiàng)之***：鑄錠單體質(zhì)量***重（12.8t）、板坯噸位***高（9.8 t）、板材規(guī)格***大（42 mm×3660 mm×12 530 mm）。該公司成立于2004年，位于全國(guó)重要的鈦材生產(chǎn)基地陜西省，主要從事鈦及鈦合金加工材的生產(chǎn)。從專利申請(qǐng)情況來(lái)看，自2006年6月起，該公司開(kāi)始不斷有關(guān)于鈦管、鈦棒、鈦板等主要加工材的專利申請(qǐng)記錄，10余年來(lái)，專利累計(jì)申請(qǐng)數(shù)量達(dá)100余件，其中涉及裝置改進(jìn)、模具設(shè)計(jì)的有30余件。

從上述分析可以看出，鈦及鈦合金材料研制道路上的每項(xiàng)重大突破都伴隨著相關(guān)專利的涌現(xiàn)，但通過(guò)對(duì)專利內(nèi)容深入歸納發(fā)現(xiàn)，雖然我國(guó)科研院所及企業(yè)對(duì)合金成分、性能、加工工藝等開(kāi)展了大量的研究工作并取得了許多顯著成績(jī)，但是在大型熔煉和加工設(shè)備研制方面的研究相對(duì)較少，與國(guó)外相比仍存在一定的差距。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前在電子束冷床爐設(shè)備方面有相關(guān)專利申請(qǐng)的機(jī)構(gòu)只有龍南新晶鈦業(yè)有限公司、云南鈦業(yè)股份有限公司、北京有色金屬研究總院、寶山鋼鐵股份有限公司等不足10家，且主要停留在進(jìn)料系統(tǒng)、移動(dòng)門(mén)裝置等非核心設(shè)備的研制上；關(guān)于真空自耗電弧爐的相關(guān)專利則相對(duì)多一些，約近50件，主要的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)有寶雞市金盛源鈦業(yè)有限公司、西安聚能裝備技術(shù)有限公司、西安擴(kuò)力機(jī)電科技有限公司、西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司、攀鋼集團(tuán)江油長(zhǎng)城特殊鋼有限公司、湖南金天鈦業(yè)科技有限公司等。由此可見(jiàn)，我國(guó)在大型熔煉及加工設(shè)備核心部件及自動(dòng)化系統(tǒng)方面的研究仍比較欠缺，需加強(qiáng)自主化研制進(jìn)程，這將對(duì)于降低我國(guó)鈦合金生產(chǎn)成本，加快鈦合金的推廣應(yīng)用具有重要意義。

2.鈦表面處理技術(shù)的研究

鈦及鈦合金材料應(yīng)用領(lǐng)域的極速擴(kuò)張，對(duì)鈦表面處理技術(shù)也不斷提出了新的要求。船舶零件、橋梁構(gòu)件等要求鈦材表面具有優(yōu)異的耐蝕性；齒輪、軸承等要求鈦材有良好的耐磨性；作為電極使用時(shí)，鈦材還需具有良好的電活性；用于骨科器械、血管支架時(shí)，要具備生物活性；此外，在制成手表、首飾時(shí)，還要有很好的裝飾性。為此，近年來(lái)關(guān)于鈦表面處理的專利（IPC C23C類）申請(qǐng)數(shù)量也是與日俱增，略居于第2位。

目前鈦材表面處理技術(shù)的來(lái)源主要有2類：一類來(lái)源于將現(xiàn)有的已在鋼鐵領(lǐng)域中成功應(yīng)用的傳統(tǒng)表面處理技術(shù)（包括熱滲鍍、氣相沉積、三束改性、轉(zhuǎn)化膜、熱噴涂等）用于鈦材表面[6]，相關(guān)專利例如一種鈦及鈦合金球閥密封副和摩擦副的表面硬化處理方法，該處理方法是將傳統(tǒng)的化學(xué)熱處理與氣相沉積相結(jié)合，從而提高密封部位和摩擦部位表面的耐磨性和硬度；一類是結(jié)合鈦材的特性，開(kāi)發(fā)新型表面處理技術(shù)（包括液相等離子體技術(shù)、輝光等離子表面冶金技術(shù)等），相關(guān)專利例如一種鈦合金表面使用微弧氧化溶液制備高溫復(fù)合涂層的方法，該處理方法是通過(guò)在微弧氧化溶液中對(duì)鈦合金進(jìn)行微弧氧化，從而獲得具有Al2TiO5+ZrO2耐高溫復(fù)合涂層的鈦合金。相對(duì)于新型鈦合金研制及加工技術(shù)方面的研究，表面處理技術(shù)的研究則仍處于起步階段，特別是關(guān)于新型表面處理技術(shù)方面的專利所占比重較少，因此，圍繞鈦產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新型的適合于鈦及鈦合金表面處理的技術(shù)和涂層材料將是滿足鈦合金在海洋、醫(yī)療、航空等特殊使用環(huán)境中使用需求的一個(gè)重要研究方向。

3.生物醫(yī)用鈦合金的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

我國(guó)對(duì)生物醫(yī)用鈦合金的研究起步較晚，十一五期間，隨著我國(guó)對(duì)生物材料領(lǐng)域科技投入的加大，西北有色金屬研究院、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所等機(jī)構(gòu)先后從事了生物醫(yī)用鈦合金的研制工作，其中，西北有色金屬研制的TLM(Ti-Zr-Sn-Mo-Nb）、沈陽(yáng)材料科學(xué)******（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室工程合金研究部多功能合金研究所研制的Ti2488（Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn）、天津科技大學(xué)大學(xué)研制的一種無(wú)鎳生物醫(yī)用鈦合金Ti-Nb-Zr材料及其制備方法等多項(xiàng)關(guān)于生物醫(yī)用鈦合金的專利均獲授******發(fā)明專利，這說(shuō)明一方面該領(lǐng)域有大的研發(fā)空間，相對(duì)容易取得技術(shù)創(chuàng)新與突破，另一方面說(shuō)明生物醫(yī)用鈦合金有著廣闊的市場(chǎng)需求及前景，并且******給與了極大的政策支持，例如《******中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》將生物醫(yī)用材料列為優(yōu)先發(fā)展主題，提出了開(kāi)發(fā)人體組織器官替代等新型生物醫(yī)用材料等重要的科技任務(wù)，從IPC分類統(tǒng)計(jì)中也可以看到這一點(diǎn)。目前，IPC A類中關(guān)于鈦及鈦合金的專利主要與外科器械、可植入血管的濾器、假體以及牙科裝置等有關(guān)，這些體現(xiàn)到具體的鈦合金產(chǎn)品上主要有血管內(nèi)支架、心臟瓣膜、牙種植體等。通過(guò)對(duì)目前已公開(kāi)的生物醫(yī)用鈦合金相關(guān)專利內(nèi)容的分析以及未來(lái)醫(yī)療市場(chǎng)需求的預(yù)測(cè)，新型醫(yī)用鈦合金的研發(fā)、制造、表面改性以及典型醫(yī)療器械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工成形將成為需要繼續(xù)深入探索的方向。

通過(guò)對(duì)我國(guó)鈦及鈦合金材料專利的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，自2002年以后，我國(guó)進(jìn)入了鈦及鈦合金材料研究的快速成長(zhǎng)期，特別是2011年以后，伴隨著******各種利好政策的頒布實(shí)施，以及航空航天、海洋船舶等大型項(xiàng)目的拉動(dòng)，對(duì)鈦及鈦合金這一重要的******戰(zhàn)略型新材料的研制更是步入了高速發(fā)展階段。目前，國(guó)內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè)布局相對(duì)集中，主要分布在華東、西北以及東北片區(qū)，主要研究機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西北有色金屬研究院、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、上海交通大學(xué)、寶鈦集團(tuán)等。通過(guò)IPC分類對(duì)熱點(diǎn)技術(shù)分析可以預(yù)測(cè)，大型熔煉及加工裝備的研制、鈦表面處理技術(shù)的研究以及生物醫(yī)用鈦合金的設(shè)計(jì)及應(yīng)用將是鈦及鈦合金研究者深入挖掘、研究探索的重點(diǎn)方向。

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