科技蜀光丨突破“卡脖子”技术瓶颈，这项关键技术助推航空关键材料国产化
四川在线记者兰珍
9月10日，全省科技大会在成都召开，247个项目获奖。其中，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司主持完成的“航空航天用高品质超软海绵钛制备关键技术研究及应用”项目荣获省科技进步一等奖。
上午领完奖，下午李开华赓即坐上动车回攀枝花，“还有很多事情要做。”李开华是攀钢研究院钒钛化工技术研究所海绵钛项目团队经理，也是该项获奖技术的把关人、掌舵者。该成果打破了我国航空领域关键钛金属材料依靠进口的被动局面，保障了关键材料海绵钛的自给自足。
项目团队是如何突破关键技术？
突破“卡脖子”技术瓶颈
国产超软海绵钛迈入国际“领跑者”行列
钛及钛合金具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐高温、无磁性等特点，被誉为“太空金属”“战略金属”“海洋金属”，是航空航天制造领域核心零部件的重要基础材料。超软海绵钛是更高品质的海绵钛，杂质含量低、布氏硬度低、疏松性好。
攀西地区作为我国重要的战略资源富集区，是钛资源“粮仓”，钛储量居世界第一。然而，早前航空领域使用的海绵钛，却长期依赖进口。
面向国家重大需求，为解决“卡脖子”技术难题，2016年开始，由攀钢研究院牵头，联合攀钢集团（攀枝花）钛金属材料有限责任公司、四川大学、昆明理工大学、成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，组建了一支超50人的项目团队，致力于超软海绵钛生产技术研发。
在李开华看来，超软海绵钛技术突破如同“打怪”，一个个难题接踵而至，“攻坚路上根本没有喘息时刻。”他介绍，因大型反应器装备条件受限，超软海绵钛的疏松度调控和提纯过程中的杂质元素控制难题始终难以攻破，整个研发团队开展了大量的仿真模拟及试验研究。会议室讨论确定研发方向，实验室试验找到关键控制环节，工厂蹲点生产线确定最佳工艺参数和技术装备条件，“有二三年的时间，大家都是‘三点一线’穿梭。”
直至2020年，项目团队攻克高品质超软海绵钛疏松结构调控技术，业内首次构建了超软海绵钛疏松结构协同调控方法，解决了大型反应器制备海绵钛的结构致密化行业共性技术难题。同时，突破了超软海绵钛关键杂质元素及布氏硬度控制技术，开发出氧氮杂质含量低、布氏硬度低于90的超软海绵钛。“我们的超软海绵钛的质量远高于国标0A级产品。”对比日本、俄罗斯等海绵钛主要生产国的最高等级产品，李开华信心十足，“质量更优。”
再啃“硬骨头”
高品质海绵钛规模化替代同类进口产品
技术取得突破，项目团队还没来得及欢欣，另一个难题摆到面前——超软海绵钛在航空航天领域应用门槛高，不仅要有航空航天资质，还需要长时间稳定试用。
真金不怕火炼，好钛不怕检验。怀着十足信心，项目团队一手抓产品质量，一手抓市场营销，超软海绵钛的性能指标得到客户的广泛认可。又经过长时间的市场检验，终于实现在航空航天领域的应用。
科研只有进行时，没有完成时。面对国内外激烈的竞争，海绵钛项目团队再次“啃起硬骨头”——利用全攀西钛资源，规模化制备性能更佳的海绵钛产品。
新目标需要考虑本土钛原料的稳定，以及生产能力。其中的关键落点是将熔盐氯化炉产能由120吨/天提高到160吨/天，这在国内外尚属首创。
流场、温度场、物料热量平衡，新炉子的设计难度大。研发团队查阅大量文献，对整个过程进行反复论证。
作为团队技术攻关的主要成员，盛卓尤记得大家把生产现场当成家的日子，“一个技术方案，团队反复讨论；一个工艺参数，要经过多轮试验。”
目前，攀钢超软海绵钛产品纯度高、稳定性好，成功实现了规模化生产，替代了同类进口产品。
2023年，攀钢集团建成年产量3.5万吨的超软海绵钛生产线，基于攀西钛资源生产高品质海绵钛的能力达到6万吨/年。同年8月，此项成果经专家评定，认为该项目的成功实施应用，使国内首次掌握了应用于航空领域的高品质超软海绵钛制备技术，为我国钛金属基础材料安全供给和钛金属产业链自主可控提供了重要保障。
李开华表示，下一步，项目团队将进一步开展科研攻关，力求生产出更高性能的海绵钛产品。“我们的目标是开发出布氏硬度低于85，且纯净性、稳定性更佳的海绵钛，让航空航天零部件能放心使用国产钛。”
（受访者供图）