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城軌列車有望減重60％！湖南企業首創粉末冶金鋁基復合材料制動盤

更新時間：2021-12-22 08:45:38 編輯：秘書處瀏覽：3745

12月中旬，湖南湘投集團其控股子公司金天鋁業高科技股份有限公司（以下簡稱“金天鋁業”）“120km/h軌道交通車輛粉末冶金鋁基復合材料制動盤”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，該項目在行業內首次采用粉末冶金工藝制備120km/h軌道交通車輛鋁基復合材料制動盤，在鋁基復合材料成分設計、成形技術及工業化連續生產等方面形成了成套粉末冶金鋁基復合材料制動盤生產技術，項目整體技術居國際先進水平，部分技術達到國際領先水平。

這意味著，湖南在軌道交通產業鏈實現進口替代上再下一城，為地鐵等軌道車輛實現減重節能減排取得了關鍵突破。

軌道車輛的新趨勢：輕量化

制動盤是軌道交通車輛的簧下關鍵部件。目前，國內軌道交通批量運用的制動盤產品，仍以傳統材質的鑄鐵制動盤為主，隨著車輛輕量化發展趨勢和節能減排政策的影響，其正在被革命性的新材料產品鋁基復合材料制動盤所替代。相較傳統制動盤，鋁基復合材料制動盤具有重量輕、傳熱和摩擦性能好等優勢。根據中國中車相關數據，采用鋁基復合材料制動盤替代傳統鑄鐵制動盤，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。相關測算表明，一列6編組地鐵列車如采用鋁基復合材料制動盤，可實現減重約2.4噸，每年可節省約5萬度電，減少二氧化碳排放約50噸。

“現階段，我國鋁基復合材料制動盤主要從德國等發達國家進口。預計‘十四五’期間，鋁基復合材料制動盤將會占據市場主流，我們有望替代國外進口產品，且已經獲得了客戶的批量訂單。”金天鋁業公司相關負責人說。

五年科研攻關成果：替代進口

談及攻關歷程，金天鋁業公司相關負責人坦言，項目團隊投入近五年時間，突破鋁粉氧化膜影響粉末冶金過程中冶金結合的共性技術難題，建立了多系列高性能鋁基復合材料數據庫，碳化硅體積分數最高可達70%；開發了大尺寸、復雜結構、一體化粉末冶金近凈成形的關鍵工藝技術，實現鋁基復合材料制動盤穩定、高效連續生產。

“金天鋁業創新性地在行業內首次采用粉末冶金工藝制備120km/h軌道交通車輛鋁基復合材料制動盤，解決了現有鋁基復合材料制動盤增強相易聚集，增強相添加含量受限及制備工藝中難以避免冶金缺陷等技術瓶頸，大幅提高了鋁基復合材料制動盤力學、耐磨、耐溫等性能，成功實現了制備技術革新及性能升級。”該公司前述負責人說。目前，已應用于深圳城軌綜合檢測車，運用狀態良好，可完全實現進口產品替代。

作為軌道交通大國，截至2021年上半年，我國內地累計有49個城市投運城軌交通線路8448.67公里。據中國中車2020年年報披露，城軌車輛銷量超9000輛，預計“十四五”期間，國內每年新增城軌車輛將會穩定維持在約一萬輛。

“前期的研發成果，為160km/h等更高速度等級的軌道交通車輛鋁基復合材料制動盤的開發夯實了基礎，將有力地拓展產品市場空間。預計到2025年，國內對軌道交通車輛鋁基復合材料制動盤的年需求量將超過4.5萬片。”金天鋁業項目負責人表示，聚焦國家高端交通裝備輕量化戰略需求，公司將繼續加大研發投入，全面開展高性能粉末冶金鋁基復合材料制動盤的技術攻關，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業集群。

來源：國資瀟湘融媒

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