Китайские заводы титанового порошка: технологии? 

Когда слышишь ?китайский титановый порошок?, многие сразу думают о низкой цене и сомнительном качестве. Это устаревший стереотип. Реальность сложнее и интереснее. Дело не в том, делают ли они это, а в том, КАК они это делают, и на каком именно сегменте рынка сосредоточены. Попробую разложить по полочкам, исходя из того, что видел и с чем сталкивался.

От карбида до сфер: эволюция методов

Если говорить о технологиях, то здесь нужно сразу разделять ?классику? и ?передовой край?. Классика — это гидридно-дегидридный метод (ГД). Его используют повсеместно, и китайские производства здесь добились серьезной эффективности. Суть не в самой технологии, а в контроле процесса: как точно они могут дробить губку, выдерживать температурные режимы, чтобы минимизировать наводороживание и получить нужный гранулометрический состав. Видел заводы, где на этом этапе выходил порошок с содержанием кислорода ниже 0.15%, что для многих стандартных применений в химии или производстве сплавов — более чем достойно.

Но ГД дает порошок неправильной, угловатой формы. А вот здесь начинается интересное. Для аддитивных технологий нужны сферические частицы. Плазменное распыление (плазменное атомизирование) — вот где идет настоящая гонка. Китайские компании активно развивают этот направление. Не все, конечно. Есть лидеры, которые вкладываются в установки типа EIGA (электродуговое распыление в инертной среде) или VIGA (распыление в вакууме). Качество порошка сильно зависит от чистоты исходного сырья (часто используют собственный титановый пруток) и, что критично, от системы сепарации и классификации частиц.

Проблема, с которой сталкиваются многие, даже продвинутые, производства — выход годного. Процесс атомизации дорогой, и если система сбора и отсева не отлажена, можно терять до 30-40% материала в ?некондиционную? фракцию. Это бьет по себестоимости. Знаю случай, когда завод долго не мог выйти на стабильные параметры по текучести порошка именно из-за проблем в системе газовой циркуляции и охлаждения. Решили, заменив часть узлов на оборудование от ООО Мяньян Цзюфан Интеллектуального Оборудования Технология. Заглянул на их сайт https://www.jiufang.ru — они как раз из Мяньяна, Сычуань, и специализируются на интеллектуальном оборудовании для высокотехнологичных процессов. Их решения по автоматическому контролю и сепарации, судя по описаниям, могут как раз закрывать такие узкие места.

Оборудование: микс из импорта и собственных разработок

Здесь картина пестрая. На многих заводах стоит японское или немецкое вакуумное и аналитическое оборудование. Это факт. Но все чаще встречаются полностью китайские линии. Не буду утверждать, что они всегда лучше, но в плане соотношения цена/функциональность для среднего сегмента — очень конкурентны. Особенно в сегменте подготовки порошка ГД-методом.

Ключевой момент — автоматизация дозирования, просеивания и упаковки под аргоном. Ручная фасовка — это гарантированное попадание влаги и кислорода. Современные цеха выглядят как герметичные боксы с манипуляторами. Но видел и ?полуавтоматы?, где оператор в перчатках-боксах пересыпает порошок. Разница в качестве партий потом может быть существенной.

Что касается плазменных установок, то здесь часто гибридный подход: сердце установки (плазмотрон, камера) — может быть собственной разработки или лицензионной, а системы подачи газа, вакуумные насосы, ЧПУ — собираются из международных комплектующих. Это разумно. Компания из того же Мяньяна, ООО Мяньян Цзюфан, судя по их описанию, как раз позиционирует себя как интегратор таких интеллектуальных решений, расположенный в высокотехнологичном промышленном парке. Для завода это часто выгоднее, чем покупать целиком установку у западного вендора и потом годами ждать запчасти.

Контроль качества: где скрываются нюансы

Можно иметь крутую линию, но без грамотной лаборатории все насмарку. Стандартный набор: ситовой анализ, определение текучести по Холлу, пикнометрия для насыпной плотности. Это база. Продвинутые лаборатории обязательно имеют оборудование для определения газовых примесей (кислород, азот, водород) — это обычно импортные анализаторы типа LECO. Без этого сертифицировать порошок для ответственных применений невозможно.

Самое интересное — это морфология. СЭМ-микроскоп сегодня должен быть на каждом уважающем себя производстве. Именно по снимкам видно не только сферичность, но и наличие satelliting (мелкие частицы, прилипшие к крупным), внутреннюю пористость частиц. Вот здесь часто и кроется разница между ?дешевым? и ?дорогим? сферическим порошком. Дешевый может иметь приемлемый химический состав, но плохую морфологию, что убивает текучесть и плотность укладки при 3D-печати.

На одном из заводов столкнулись с проблемой повышенного содержания микрошариков (мельче 15 мкм) в целевой фракции 45-105 мкм. Это следствие неидеальной работы классификатора. Пришлось перенастраивать весь цикл сепарации. Такие тонкости и определяют, сможет ли завод выйти на рынок порошков для медицины или аэрокосмоса, или останется в сегменте менее требовательных отраслей.

Рынки и ниши: не только 3D-печать

Все говорят об аддитивных технологиях, и это, безусловно, драйвер. Но объемы потребления титанового порошка для 3D-печати все еще несопоставимы с традиционными отраслями. Порошковая металлургия (прессование и спекание деталей), производство покрытий (напыление), химическая промышленность (катализаторы, геттеры) — вот основные потребители.

Китайские производители очень гибко подходят к запросам. Могут сделать партию порошка с повышенным содержанием определенной фракции под конкретный пресс-форм заказчика. Для них это обычная практика. В Европе же чаще предлагают стандартные градации из каталога.

Еще один важный момент — утилизация и повторное использование. В 3D-печати используется лишь часть порошка, остальное — ?неконтактный? материал. Его можно регенерировать. Китайские технологи активно работают над методами очистки и повторной атомизации такого сырья, чтобы снизить издержки. Это прагматичный подход, который напрямую влияет на конечную цену.

Вызовы и будущее: куда дует ветер

Основной вызов — не технологический, а сырьевой. Качество порошка начинается с качества титановой губки или прутка. Колебания в поставках сырья, особенно высокочистого, могут свести на нет все усилия на последующих этапах. Ведущие игроки стремятся к вертикальной интеграции или имеют долгосрочные контракты с крупными производителями губки, такими как Pangang в той же Сычуани.

Будущее, на мой взгляд, за специализацией. Уже сейчас видно, что одни заводы фокусируются на массовом выпуске дешевого ГД-порошка для металлургии, другие — на мелкосерийном, но высокомаржинальном производстве сферического порошка для аэрокосмоса. Появление локальных интеграторов, которые, как Мяньян Цзюфан, предлагают комплексные решения ?под ключ? для модернизации именно порошковых производств, — это тренд. Они понимают специфику местных заводов и могут предложить не просто станок, а технологическую цепочку с адаптацией.

Итог простой. Технологии есть, и они на уровне. Вопрос в глубине их освоения, контроле над всем циклом и, что немаловажно, в бизнес-модели. Китайский титановый порошок — это уже давно не синоним ?низкого качества?, а широкий спектр продуктов от бюджетных до премиальных. Главное — точно знать, что именно тебе нужно, и найти того, кто делает это стабильно, а не просто ?может сделать?.