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首創(chuàng)粉末冶金鋁基復合材料制動盤金天鋁業(yè)換道超車

2021-12-17 09:00:45 來源：新材料在線

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簡介：12月10日，湖南湘投控股集團旗下湖南金天鋁業(yè)高科技股份有限公司（以下簡稱“金天鋁業(yè)”）承擔的“120km/h軌道交通車輛粉末冶金鋁基復合材料制動盤”項目順利通過了湖南省生產(chǎn)力促進中心組織召開的科技成果評價會。?

12月10日，湖南湘投控股集團旗下湖南金天鋁業(yè)高科技股份有限公司（以下簡稱“金天鋁業(yè)”）承擔的“120km/h軌道交通車輛粉末冶金鋁基復合材料制動盤”項目順利通過了湖南省生產(chǎn)力促進中心組織召開的科技成果評價會。
中國工程院院士黃伯云、國防科技大學教授肖加余等7名專家組成的專家組審閱了資料，考察了現(xiàn)場，聽取了項目完成單位匯報，經(jīng)質詢、討論、獨立評分，專家組一致認為，該項目在行業(yè)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(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等方面形成了成套粉末冶金鋁基復合材料制動盤生產(chǎn)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。

高性能粉末冶金鋁基復合材料助力

軌道交通裝備輕量化

中國作為軌道交通大國，截止2021年上半年，中國內地累計有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，預計“十四五”期間，國內每年新增城軌車輛將會穩(wěn)定維持在約一萬輛。
軌道交通行業(yè)體量龐大，同時面臨著錯綜復雜的技術挑戰(zhàn)。隨著“雙碳”政策的提出，以及軌道交通車輛綠色化、智能化的發(fā)展趨勢，軌道交通車輛對于輕量化的需求變得愈發(fā)迫切。
為推動軌道交通裝備及關鍵零部件輕量化發(fā)展，國務院發(fā)布的《中國制造2025》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》均提到加快先進軌道交通裝備輕量化新材料、新技術、新工藝的應用。
制動盤作為軌道交通車輛的簧下關鍵部件，其輕量化備受業(yè)界關注。根據(jù)中國中車相關數(shù)據(jù)，如果采用鋁基復合材料制動盤替代傳統(tǒng)鑄鐵制動盤，可減重約60%，這不僅可降低車輛簧下重量、滿足軸重限定要求，同時也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(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。
金天鋁業(yè)牢記習總書記囑托，貫徹落實湖南省“三高四新”戰(zhàn)略，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標貢獻國企力量。公司董事長蔣兆汝表示，“公司始終秉承‘器惟求新，創(chuàng)新惟存’的發(fā)展理念，聚焦國家高端交通裝備輕量化戰(zhàn)略需求，圍繞高性能粉末冶金鋁基復合材料制動盤展開技術攻關，大力支持國家先進軌道交通車輛核心制動部件輕量化發(fā)展?！?/span>

粉末冶金工藝實現(xiàn)

輕量化鋁基復合材料制動盤技術革新

金天鋁業(yè)創(chuàng)新性的在行業(yè)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(xiàn)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的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、耐高溫等性能，相關指標明顯優(yōu)于中車標準要求及現(xiàn)有鋁基復合材料制動盤，成功實現(xiàn)了制備技術革新及性能升級。
中國中車首席技術專家劉豫湘教授表示，鋁基復合材料制動盤作為車輛輕量化的重要方向之一，其國產(chǎn)化有著重要的意義。金天鋁業(yè)自主研發(fā)的粉末冶金鋁基復合材料制動盤目前已應用于深圳城軌綜合檢測車，運用狀態(tài)良好，可完全實現(xiàn)進口產(chǎn)品替代。
金天鋁業(yè)首席專家霍樹海教授介紹道，項目團隊投入近5年時間，突破了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(shù)據(jù)庫，碳化硅體積分數(shù)最高可達70%；開發(fā)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(xiàn)了鋁基復合材料制動盤穩(wěn)定、高效連續(xù)生產(chǎn)。
霍樹海教授表示，前期的研發(fā)成果，為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(fā)夯實了基礎，將來有望在全球率先開發(fā)出160km/h速度等級的軌道交通車輛鋁基復合材料制動盤。

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(yè)總經(jīng)理劉春軒表示，后續(xù)公司將繼續(xù)加大研發(fā)投入，提升產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本，加速產(chǎn)能釋放，粉末冶金鋁基復合材料制動盤未來可期。
金天鋁業(yè)公司簡介
湖南金天鋁業(yè)高科技股份有限公司是湖南湘投控股集團有限公司下屬公司，成立于2000年，是國內首家產(chǎn)業(yè)化氮氣霧化技術生產(chǎn)微細球形鋁粉的企業(yè)，獨家起草制定了《氮氣霧化鋁粉》行業(yè)標準，牽頭起草制定了《氮氣霧化鋁粉》國家標準。
“十三五”期間，公司向產(chǎn)業(yè)鏈下游布局，開展了粉末冶金鋁基復合材料及其相關制品的研發(fā)工作，建成了國內首條大尺寸粉末冶金鋁基復合材料輕量化制動盤生產(chǎn)線，年產(chǎn)能約1.2萬片。
公司搭建了3個省級科研創(chuàng)新平臺，組建了輕金屬復合材料及關鍵零部件湖南省科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，現(xiàn)有技術研發(fā)人員61人，外籍專家1人、博士7人、碩士16人，高級職稱7人。公司依托科研創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，在粉末冶金相關領域已申請60余項專利，承擔省級以上科技項目達到10余項。
展望“十四五”，公司將圍繞粉末冶金鋁基復合材料，持續(xù)開展技術研發(fā)及應用推廣工作，朝著中國乃至全球粉末冶金鋁基復合材料及其制品領域冠軍企業(yè)的目標進軍。