层状金属复合材料行业：技术不断提升领先企业具备高端产品生产能力（附主要企业竞争优势）

2023-07-05 08:57

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层状金属复合材料是通过爆炸复合、轧制复合或其他制备技术实现复层金属与基层金属的结合，产品具备典型结合界面特征。这种新型材料一方面可以节约稀有金属、贵金属，降低下游设备制造成本；另一方面能够改善单一金属材料的热膨胀性、强度、耐磨损性等诸多性能，解决单一金属不能解决的技术性问题，满足强腐蚀、高温高压等特殊环境下对材料性能的要求。按照复合材料的构成不同，层状金属复合材料主要分为以下几类：

层状金属复合材料分类

发布时间	发布部门
钛系列	钛是一种新型金属，具有密度小、强度高、耐腐蚀和高低温性能好等诸多优异性能，但价格昂贵，钛-钢复合材料不仅可以大幅降低有关设备的成本，而且可以克服单一钛设备的应用缺点。外层钢提升了整体强度；两层连成一体，具有良好的导热性以及克服热应力、耐热疲劳、耐压差和耐其他载荷的能力，能够应对更为苛刻的生产条件。作为现代化学工业和压力容器工业不可缺少的结构材料，钛复合板在 PTA 项目、发电设备管板、冶金等领域都有广泛的应用。
锆系列	锆室温下能在表面形成致密的氧化膜，对大多数的无机酸、有机酸、强碱和融盐等介质，具有比不锈钢、钛、镍合金等更为优异的耐蚀性能，因而使用锆材制作压力容器成为必然趋势。使用锆-钢复合板一方面可以降低材料价格，另一方面可以提高材料强度。目前其制备方法仅限于爆炸复合法，且难度极高，过去，国外企业在化工、核工业等大型工程项目中关键装备所需的高端锆及锆合金复合板材方面存在着技术垄断。
不锈钢系列	不锈钢-钢复合板具有不锈钢的耐腐蚀性和耐磨性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、拉延性和导热性。该材料在保持强硬度的同时又可节约镍铬合金、降低制造成本，因此可以完全取代或部分取代各行各业不锈钢的使用，可广泛用于制造化工设备、炼油设备和合成工业设备等。
镍基系列	镍基合金以镍为基础，加入铜、铬、钼、铌、钨等其他合金元素，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，具有良好的综合性能。镍基合金复合材料可以充分发挥镍基合金特性和基材的优点。例如镍-钢可以兼具良好的耐蚀性、高强度和低成本，镍-不锈钢可以应对两种不同的侵蚀性介质，在海洋工程、石油炼化、煤化工、新能源等方面都有广泛的应用。
铝系列	铝和铝合金具有质量轻、导电性好、强度高、耐蚀性能强的优点，铝-钢、铝-钛-钢复合板用于电解铝行业中铝导杆和钢爪的连接。随着近年来海洋工程、轨道交通、洁净能源等领域的发展，铝-钢、铝-钛-钢复合板也在这些新领域中被大量的采用，如连接海洋舰船上层铝合金建筑与钢制主船体，LNG 汽化器过渡接头、轨道交通感应板等。由于铝和钢的一些性质，特别是熔点和强度的差别，以及它们之间会生产很多金属间化合物的特性，很难用常规的工艺将它们制成复合材料，使得爆炸焊接成为一种最好的制造大面积铝-钢复合材料的新工艺。
铜系列	铜材具备良好的导热性和导电性，铜复合材料在船艇、动力电池等重要领域具备有着良好的发展前景。
钽系列	钽和钽合金具有高密度、高熔点、耐蚀、优异的高温强度等特点，在电子器件、化工装备、武器装备中多有应用。但由于它在地壳中资源占有量少，并与其它金属元素在矿物中共存，因此冶炼提取难度大，加工生产成品率低，产量少，导致价格昂贵，限制其广泛的应用。用钽-钢复合板制成的化工设备能适应在温度和压力变化幅度很大的环境中工作，并使设备成本大为降低，常用于化工、环保领域的反应釜、塔器等设备制造。
贵金属系列	行业内贵金属系列复合板主要以银为复层材料，银作为导电材料在电子领域有广泛应用，具备高热传导率的特点，在多晶硅还原炉内壁使用爆炸复合金属银可以增加镜面辐射效果，提高炉内热量的利用率，降低还原反应的直接电耗。此外，银为复层几乎不含对多晶硅有害的金属杂质，可以提高其纯度，满足电子级多晶硅的制备要求。
异形系列	钛-钢、钛-不锈钢、锆合金-不锈钢等金属复合接头作为功能件在核工业、航空航天领域发挥着重要作用，使不同应用环境下的异种金属材质实现连接，满足特殊工况条件下对多种金属性能的需求。

资料来源：观研天下整理

层状金属复合材料通过两层或多层金属的组合，有效发挥了各自的性能优势，扬长避短、经济实用，是一种应用前景广阔的新材料。20 世纪 90 年代以前，层状金属复合材料最早用于卫星过渡接头、火炮炮管等少数军事领域；90 年代至 2000 年逐渐扩展至石油、化工、制盐工业等；2003 年前后开始应用于火电环保脱硫；2007 年开始应用于火电站设备，2008 年开始应用于核电站设备，并陆续应用于金属冶炼、输油管道、油气储罐、多晶硅设备、海洋工程领域。随着我国经济实力的不断增强，层状金属复合材料制备技术的迅速发展，以及在下游市场的不断开发和推广，层状金属复合材料替代传统材料的进程将不断加快。

虽然在21世纪初期及之前，我国金属层状复合材料技术水平低，生产能力弱，市场需求特别是高端需求对外依赖度大，进口产品价格高且供货周期长。在我国轨道交通、船舶、航空航天、能源等产业快速发展的推动下，我国金属层状复合材料研发能力与技术水平不断提高，现阶段领先企业已经具备高端产品生产能力，在国际市场中竞争力较强。

目前国内层状金属复合材料制造企业具有一定规模的约有 20 多家，除天力复合外，生产稀贵难熔金属复合材料的企业主要为宝钛集团、安徽弘雷等；生产镍基和不锈钢复合材料的主要厂商为四川惊雷、宝泰股份、大船爆研所等；国内市场需求较大，同时具有地域特点，根据化工设备生产企业的分布主要集中在江苏、上海、东北等地。但目前行业内生产高端稀贵难熔金属复合材料的公司相对有限，低端稀有金属领域竞争激烈、业态较差。

根据观研报告网发布的《中国层状金属复合材料行业发展现状分析与投资前景研究报告（2023-2030年）》显示，目前在我国“十四五”国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项中，针对高速列车、先进飞机、防护车辆等高端装备轻量化、高性能化的迫切需求，提出了高端装备用高强轻质、高强高导金属层状复合材料研制及应用。在国家政策的推动下，未来我国金属层状复合材料行业技术还将继续进步，产能规模有望持续扩张。

目前国内层状金属复合材料制造企业竞争优势情况

企业名称	竞争优势
天力复合	先发优势：公司是国内最早从事有色金属爆炸复合材料研究开发的单位之一。
	产品优势：公司自20世纪60年代开始组织专业科研人员先后成功开发出钛/钢、锆/钢、不锈钢/钢、铝/钢等五十多种不同规格的金属复合材料，形成了稀有、有色、黑色金属复合材料系列产品。
	生产优势：公司目前拥有生产厂房23000余平米，拥有各类生产设备200余台套及两块条件优越的爆炸场地，形成年产25000吨层状复合材料的生产能力。
	资质优势：公司自2004年先后通过了中国船级社、法国BV、英国劳氏和南德（TUV）的质量体系认证，欧盟PED认证和ASME核电认证，取得了中国船级社《船用复合钢板》产品认证。
	技术优势：公司成为首家使用相控阵检测技术的复合板制造商，实现了工业化、高水平的复合板界面波纹C扫快速成像检测，以及对复合板的结合情况的特殊评定，该检验技术已成功应用到重大化工项目中，并得到业主方的高度认可。
	研发优势：公司现为国家地方联合层状金属复合材料工程研究中心、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。
宝钛集团	规模优势：宝钛集团现已成为我国目前最大的以钛及钛合金为主的专业化稀有金属生产科研基地。
	产业链优势：公司拥有钛材、装备设计制造、新材料等三大产业板块，形成了从海绵钛矿石采矿到冶炼、加工及深加工、设备制造的完整钛产业链。
	产量优势：公司主导产品钛材年产量占全国总产量的40％以上。
	技术优势：拥有先进的生产装备和大型材料检测中心，企业技术中心被国家有关部委联合认定为“国家级企业技术中心”，是中国钛及钛合金国标、国军标、行标的主要制定者，技术力量十分雄厚，产品技术标准已达国际先进水平。
	品牌优势：“宝钛”牌钛及钛合金加工材荣获中国名牌产品称号，是中国钛行业唯一入选品牌，荣膺中国知名品牌500强。“宝钛”牌钛及钛合金加工材在国际市场上也已成为“中国钛”的代名词。
安徽弘雷	生产优势：公司自有产权厂区面积50000㎡(约75亩)，建有稳定的野外爆炸作业场地及设施，具备年产三万吨以上各类金属爆炸复合材料能力。
	团队优势：公司拥有一支经验丰富、老中青相结合的技术研发及企业管理团队。
	研发优势：公司坚持技术创新、管理创新，与清华大学、南京理工大学等科研院所产学研合作，成立了企业技术中心、博士后工作站等研发机构。
	技术优势：形成了一系列具有自主知识产权的稳定的爆炸焊接工艺技术，尤其是钛、镍、锆、钽等有色金属及其合金材料复合板方面，技术工艺先进，质量稳定。
	客户优势：公司已经成为中国化学、中国化工、中国石化、中国航天、中国船舶、中核集团等单位合格供应商。
	资质优势：公司产品取得了“全国压力容器标准化委员会”颁发的“压力容器用爆炸复合钢板安全注册证书”（BF-C06-2018）、通过了“中国特种设备检测研究院”组织的“压力容器用爆炸焊接复合板技术评价（BFPJ-004-2021 ）” 。
大船爆研所	人才优势：公司现有专业管理、技术、检验和加工操作人员共200多名，其中教授级高工3人，高级工程师12人，爆破工程技术人员28名，力学性能检测4名，无损检测资格人员5名。
	质量优势：公司有健全完善的质量保证体系和完整的检测设备及检测方法，并通过ISO9001质量管理体系认证，可以按照世界各种规范标准生产各类金属复合材料。
	研发优势：公司长期与大连理工大学等高校进行研发合作。
宝泰股份	资质优势：公司通过ISO9001：2008质量管理体系认证，具有有色金属材料生产许可证;金属爆炸复合材料安全注册证;A1、A2级压力容器制造许可证;A1、A2级压力容器设计许可证; ASME U钢印;有色金属压力管道制造许可证;ABS船级社设计许可证等资质。
	研发优势：公司先后成立了“企业院士工作站”、“省博士后工作站”、“江苏省稀贵金属爆炸复合工程技术研究中心”、“江苏省企业技术中心”等研发机构，深入开展技术创新、产品创新，已取得多项国家技术专利。
	产品优势：公司的高新技术特色产品：2200mm以下有色宽板;大面积多层特种金属复合材;有色金属大口径厚壁无缝管;特种金属、特殊结构的国产化大型装备等高新技术产品在能源、石化、化工、环保、电力、核电、冶金、水利、高铁、公路交通、电子、食品、IT、海洋、军工、航天等诸多行业得到广泛运用。
四川惊雷	先发优势：公司是我国西南地区首家采用爆炸焊接高技术生产金属复合材料的专业厂家。
	人才优势：公司现有员工1700多人，其中各类专业技术人员近500人，高级技术人才60余人。
	生产优势：公司年产金属复合材料12万吨以上；年产压力容器及成套装备制造和安装3万吨以上；年产金属复合管及管件、封头和高效节能换热器6万吨以上。
	客户优势：公司产品主要供给中石油、中石化、中海油三大集团和新能源市场部分厂商以及制盐、化工、水利、电力、造纸等行业用户，被三峡工程、西气东输、神华宁煤400万吨煤制油等国家重点工程项目使用，并远销欧、美、东南亚等国家和地区。