天力复合:层状金属复合材料“小巨人”

2024年01月09日 15:4 6514次浏览 来源:   分类: 钛资讯

在西安天力金属复合材料股份有限公司(以下简称天力复合)生产车间里,平铺叠放着一张张层状金属复合板。笔者好奇地凑近一张金属复合板仔细观看,发现上层钛板与下层钢板严丝合缝地结合在一起,呈现出明显不同于两种金属的颜色,接缝处是两种金属的混合体,浑然天成。

“这些金属复合板在山里的爆炸场完成了爆炸复合工序后,运送回来,再经过后期的退火、切割、表面处理、包装工序处理,这是即将出厂的成品复合板。”天力复合董事兼总经理樊科社介绍时说道。

爆炸焊接必须一次成型

2023年,天力复合被评为国家级专精特新“小巨人”企业,该公司的主营产品——层状金属复合材料,其最核心的优势是利用不同金属的材料特性,实现材料的升级应用,适用腐蚀、高温、结构需求等特殊工况,早先应用于制盐制碱、小型化工等领域。

开拓创新一直在路上。最初,不少燃煤电厂烟囱及烟道防腐使用的是德国产耐酸砖——宾高德砖、宾高德胶黏剂,不仅价格昂贵,而且施工成本高昂,施工只要有一点小破绽就会产生飞砖渗漏现象,但即使施工再好,3~5年后仍会出现渗漏的现象。美国发明了C276复合板作为防腐材料,但其价格较宾高德砖更加昂贵,国内鲜少企业能大规模应用。

当时天力复合的前身——西部金属材料股份有限公司复合金属材料厂,联合西北电力设计院开发出了钛-钢复合材料,作为国产化替代品。“我们当时为什么不用C276镍基合金?因为成本太高了。当年,1吨钛贵一点的时候需要20万元左右,而1吨镍基合金基本上就40万元,密度又是钛的2倍,相当于它的成本就是钛的4倍。”孙昊曾在天力复合长期负责营销工作,目前担任该公司常务副总经理兼财务负责人,对于公司产品及其价格了如指掌。

“我们2003年开发的钛-钢复合材料,20年过去了,现在如果你到我们开发出的第一台产品内壁把灰尘轻轻一擦,里面的金属光亮如新,没有任何腐蚀的点。”樊科社当时组织并主持了该项目的技术攻关。

樊科社以钛-钢金属复合板为例说明其优点:“钛重量很轻,耐腐蚀,但是价格较为昂贵;钢不耐腐蚀但价格也较为便宜,适合做支撑材料。两者形成复合金属材料,不但降低了成本,而且兼容了钛轻质且耐腐蚀的长处,以及钢板的支撑材料特质。”

天力复合自20世纪60年代起开展爆炸复合研究,起源于西北院金属复合材料研究所,是国内最早致力于该技术研究的单位。主流的层状金属复合材料生产技术方式有爆炸复合法、轧制复合法、爆炸轧制法等。天力复合目前所采用的是爆炸复合法,该技术是利用炸药爆炸产生的瞬时超高压及超高速冲击,推动上层金属板材(复板)碰撞下层金属板(基板),使两种或多种不同金属层间达到固态冶金结合的焊接方式。

“不相熔的金属材料进行爆炸焊接,导致其技术要求和难度非常高,因为金属爆炸只要一次性成型不了,不符合质量要求,就只有报废一条路,没有任何可修复的空间。为什么天力复合技术条件较好?因为我们有几十年的技术积淀。”樊科社说。

下游应用场景不断拓展

樊科社从大学毕业开始就在天力复合工作,当时层状金属复合材料下游的应用领域还没有如今这么广泛。“由于层状复合金属材料的独特性,随着技术的推广和进步,没想到能有这么广泛的一个应用。”樊科社说。

该公司经过数十年的技术积累和发展,爆炸复合技术不断突破,生产的层状金属复合材料面积分别突破10m2、15m2、25m2、35m2,通过爆炸复合技术生产的金属复合材料种类也在不断增加。

该公司主要核心产品钛-钢复合板在多项应用领域接连打破国外厂商垄断,实现了我国装备制造企业和关键领域对爆炸复合材料进口产品的替代及国产化,如PTA、电力、环保、冶金、核电及新能源等。

该公司以直销为主,直接面向下游客户,销售主要为一单一签。目前,该公司已成为包括宝色股份、江苏中圣、森松重工、美国通用电气、陶氏化学、L&T在内的国内外多家大型装备制造企业的合格供应商。根据中国爆破行业协会爆炸加工委员会2022年5月出具的说明,天力复合近5年(2017年—2021年)“有色金属爆炸复合材料”全国市场占有率为20%~30%,位居全国第一。

该公司董事会秘书何波介绍,国内锆与钢直接焊接技术为天力复合独有,天力复合是国内首个能够批量生产锆-钢双层复合板的厂家,也是国内唯一一家实现大面积稀贵金属银钢复合板产业化的公司。

如今,层状金属复合材料的应用场景仍在不断拓展。近年来,该公司在保有化工、电力等传统优势领域外,积极开拓了新能源、电子等领域,并根据客户需求研发探索液氢储存和输送系统等潜在市场。层状金属复合材料作为一种较纯材而言更经济、功能性更强的新材料,其对传统材料的替代空间还有待挖掘,市场规模将进一步扩大。未来,天力复合将紧跟国家战略需要及市场需求,加强相关产品的研发投入力度。

订单充裕欲扩充产能

天力复合招股书数据显示,目前,该公司共拥有20项发明专利、4项实用新型专利。该公司建有“层状金属复合材料国家地方联合工程研究中心”、“陕西省层状金属复合材料工程研究中心”和“西安市金属爆炸复合材料工程技术研究中心”3个创新研发平台。同时,该公司是《卫星用钛-不锈钢爆炸复合过渡接头》国军标(GJB3797-99)、《钛-钢复合板》国标(GB/T8547-2006和GB/T8547-2019)、《钛-不锈钢复合板》国标(GB/T8546-2007和GB/T8546-2017)的牵头或主要起草和修订单位。

根据孙昊的测算,由于2023年临时增加了核岛设备项目的研发(该项目研发投资在500万元左右),天力复合2023年研发投入预计为3500万~4000万元。“4000万元用于研发投入,说明公司对研发的投入非常重视,公司经常在年中根据市场项目信息的整体变化和产品的预研方向,增加研发投入。天力复合前期多个产品,在研发的投入和产出上都体现了收获的成果,公司对研发的重视程度会越来越强。”孙昊说。

一部分研发费用用作研发材料,另一部分则投向高学历研发人员的招聘。如今,天力复合研发人员招聘向博士、硕士倾斜政策明显,研发中心新招聘的研发人员学历硕士以上起步,最近几年对博士的招聘愈发重视。孙昊坦言,从公司和研究院的招聘信息就可以看出,博士的人工成本高,除了年薪、安家、住房等补贴外,博士到位后公司将给予课题经费的支持,做层状金属复合板新应用方向的研发。

2023年前三季度,天力复合境内收入同比增长势头明显,主要应用领域业绩稳扎稳打,新能源、海洋工程领域成绩亮眼,金属复合材料新签订单较2023年同期分别增长了135%、185%。截至2023年三季度末,该公司在手订单充裕。

最后,樊科社表达了目前公司在手订单有余、产能受限无法再进一步拓展市场的烦恼:“现有土地和厂房可发展空间十分有限了。我们希望通过资本市场的募集资金,新增土地和厂房,做更进一步的长远规划。”

樊科社表示,目前天力复合的年产能在2.5万吨左右,希望到2024年底达到近3.5万吨的水平。

责任编辑:杨一鸣

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