城轨列车有望减重60％！湖南企业首创粉末冶金铝基复合材料制动盘
更新时间：2021-12-22 08:45:38
编辑：秘书处
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12月中旬，湖南湘投集团其控股子公司金天铝业高科技股份有限公司（以下简称“金天铝业”）“120km/h轨道交通车辆粉末冶金铝基复合材料制动盘”项目通过科技成果评价。
中国工程院黄伯云院士、国防科技大学肖加余教授等7名专家组成的专家组一致评定，该项目在行业内首次采用粉末冶金工艺制备120km/h轨道交通车辆铝基复合材料制动盘，在铝基复合材料成分设计、成形技术及工业化连续生产等方面形成了成套粉末冶金铝基复合材料制动盘生产技术，项目整体技术居国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。这意味着，湖南在轨道交通产业链实现进口替代上再下一城，为地铁等轨道车辆实现减重节能减排取得了关键突破。制动盘是轨道交通车辆的簧下关键部件。目前，国内轨道交通批量运用的制动盘产品，仍以传统材质的铸铁制动盘为主，随着车辆轻量化发展趋势和节能减排政策的影响，其正在被革命性的新材料产品铝基复合材料制动盘所替代。相较传统制动盘，铝基复合材料制动盘具有重量轻、传热和摩擦性能好等优势。根据中国中车相关数据，采用铝基复合材料制动盘替代传统铸铁制动盘，可减重约60%，不仅可降低车辆簧下重量、满足轴重限定要求，同时可显著降低地铁运行能耗。相关测算表明，一列6编组地铁列车如采用铝基复合材料制动盘，可实现减重约2.4吨，每年可节省约5万度电，减少二氧化碳排放约50吨。“现阶段，我国铝基复合材料制动盘主要从德国等发达国家进口。预计‘十四五’期间，铝基复合材料制动盘将会占据市场主流，我们有望替代国外进口产品，且已经获得了客户的批量订单。”金天铝业公司相关负责人说。谈及攻关历程，金天铝业公司相关负责人坦言，项目团队投入近五年时间，突破铝粉氧化膜影响粉末冶金过程中冶金结合的共性技术难题，建立了多系列高性能铝基复合材料数据库，碳化硅体积分数最高可达70%；开发了大尺寸、复杂结构、一体化粉末冶金近净成形的关键工艺技术，实现铝基复合材料制动盘稳定、高效连续生产。“金天铝业创新性地在行业内首次采用粉末冶金工艺制备120km/h轨道交通车辆铝基复合材料制动盘，解决了现有铝基复合材料制动盘增强相易聚集，增强相添加含量受限及制备工艺中难以避免冶金缺陷等技术瓶颈，大幅提高了铝基复合材料制动盘力学、耐磨、耐温等性能，成功实现了制备技术革新及性能升级。”该公司前述负责人说。目前，已应用于深圳城轨综合检测车，运用状态良好，可完全实现进口产品替代。作为轨道交通大国，截至2021年上半年，我国内地累计有49个城市投运城轨交通线路8448.67公里。据中国中车2020年年报披露，城轨车辆销量超9000辆，预计“十四五”期间，国内每年新增城轨车辆将会稳定维持在约一万辆。“前期的研发成果，为160km/h等更高速度等级的轨道交通车辆铝基复合材料制动盘的开发夯实了基础，将有力地拓展产品市场空间。预计到2025年，国内对轨道交通车辆铝基复合材料制动盘的年需求量将超过4.5万片。”金天铝业项目负责人表示，聚焦国家高端交通装备轻量化战略需求，公司将继续加大研发投入，全面开展高性能粉末冶金铝基复合材料制动盘的技术攻关，形成在轨道交通车辆核心制动部件的独特竞争力，助力湖南打造轨道交通世界级产业集群。
