城軌列車有望減重60％！湖南企業(yè)首創(chuàng)粉末冶金鋁基復(fù)合材料制動盤
更新時間：2021-12-22 08:45:38
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12月中旬，湖南湘投集團(tuán)其控股子公司金天鋁業(yè)高科技股份有限公司（以下簡稱“金天鋁業(yè)”）“120km/h軌道交通車輛粉末冶金鋁基復(fù)合材料制動盤”項目通過科技成果評價。
中國工程院黃伯云院士、國防科技大學(xué)肖加余教授等7名專家組成的專家組一致評定，該項目在行業(yè)內(nèi)首次采用粉末冶金工藝制備120km/h軌道交通車輛鋁基復(fù)合材料制動盤，在鋁基復(fù)合材料成分設(shè)計、成形技術(shù)及工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等方面形成了成套粉末冶金鋁基復(fù)合材料制動盤生產(chǎn)技術(shù)，項目整體技術(shù)居國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。這意味著，湖南在軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)進(jìn)口替代上再下一城，為地鐵等軌道車輛實現(xiàn)減重節(jié)能減排取得了關(guān)鍵突破。制動盤是軌道交通車輛的簧下關(guān)鍵部件。目前，國內(nèi)軌道交通批量運用的制動盤產(chǎn)品，仍以傳統(tǒng)材質(zhì)的鑄鐵制動盤為主，隨著車輛輕量化發(fā)展趨勢和節(jié)能減排政策的影響，其正在被革命性的新材料產(chǎn)品鋁基復(fù)合材料制動盤所替代。相較傳統(tǒng)制動盤，鋁基復(fù)合材料制動盤具有重量輕、傳熱和摩擦性能好等優(yōu)勢。根據(jù)中國中車相關(guān)數(shù)據(jù)，采用鋁基復(fù)合材料制動盤替代傳統(tǒng)鑄鐵制動盤，可減重約60%，不僅可降低車輛簧下重量、滿足軸重限定要求，同時可顯著降低地鐵運行能耗。相關(guān)測算表明，一列6編組地鐵列車如采用鋁基復(fù)合材料制動盤，可實現(xiàn)減重約2.4噸，每年可節(jié)省約5萬度電，減少二氧化碳排放約50噸。“現(xiàn)階段，我國鋁基復(fù)合材料制動盤主要從德國等發(fā)達(dá)國家進(jìn)口。預(yù)計‘十四五’期間，鋁基復(fù)合材料制動盤將會占據(jù)市場主流，我們有望替代國外進(jìn)口產(chǎn)品，且已經(jīng)獲得了客戶的批量訂單?！苯鹛熹X業(yè)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。談及攻關(guān)歷程，金天鋁業(yè)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人坦言，項目團(tuán)隊投入近五年時間，突破鋁粉氧化膜影響粉末冶金過程中冶金結(jié)合的共性技術(shù)難題，建立了多系列高性能鋁基復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫，碳化硅體積分?jǐn)?shù)最高可達(dá)70%；開發(fā)了大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、一體化粉末冶金近凈成形的關(guān)鍵工藝技術(shù)，實現(xiàn)鋁基復(fù)合材料制動盤穩(wěn)定、高效連續(xù)生產(chǎn)。“金天鋁業(yè)創(chuàng)新性地在行業(yè)內(nèi)首次采用粉末冶金工藝制備120km/h軌道交通車輛鋁基復(fù)合材料制動盤，解決了現(xiàn)有鋁基復(fù)合材料制動盤增強(qiáng)相易聚集，增強(qiáng)相添加含量受限及制備工藝中難以避免冶金缺陷等技術(shù)瓶頸，大幅提高了鋁基復(fù)合材料制動盤力學(xué)、耐磨、耐溫等性能，成功實現(xiàn)了制備技術(shù)革新及性能升級?！痹摴厩笆鲐?fù)責(zé)人說。目前，已應(yīng)用于深圳城軌綜合檢測車，運用狀態(tài)良好，可完全實現(xiàn)進(jìn)口產(chǎn)品替代。作為軌道交通大國，截至2021年上半年，我國內(nèi)地累計有49個城市投運城軌交通線路8448.67公里。據(jù)中國中車2020年年報披露，城軌車輛銷量超9000輛，預(yù)計“十四五”期間，國內(nèi)每年新增城軌車輛將會穩(wěn)定維持在約一萬輛。“前期的研發(fā)成果，為160km/h等更高速度等級的軌道交通車輛鋁基復(fù)合材料制動盤的開發(fā)夯實了基礎(chǔ)，將有力地拓展產(chǎn)品市場空間。預(yù)計到2025年，國內(nèi)對軌道交通車輛鋁基復(fù)合材料制動盤的年需求量將超過4.5萬片?！苯鹛熹X業(yè)項目負(fù)責(zé)人表示，聚焦國家高端交通裝備輕量化戰(zhàn)略需求，公司將繼續(xù)加大研發(fā)投入，全面開展高性能粉末冶金鋁基復(fù)合材料制動盤的技術(shù)攻關(guān)，形成在軌道交通車輛核心制動部件的獨特競爭力，助力湖南打造軌道交通世界級產(chǎn)業(yè)集群。
