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　　由中國(guó)鋁業(yè)西南鋁研制生產(chǎn)的、用于時(shí)速350公里高鐵的鋁合金裝備軸箱體模鍛件，將在年底接受驗(yàn)收。此前，該模鍛件樣品的各項(xiàng)性能檢測(cè)都已順利完成。如果此次能夠順利通過(guò)驗(yàn)收，中鋁公司將再一次填補(bǔ)我國(guó)高鐵材料研發(fā)工程的技術(shù)空白，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口材料的又一次國(guó)產(chǎn)突破，為國(guó)家?guī)?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效益。
　　時(shí)下，高鐵在中國(guó)早已成為熱詞，但是高鐵技術(shù)尤其是其材料的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)卻仍然是困擾許多發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)難關(guān)。近年來(lái)，我國(guó)軌道交通實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，客運(yùn)高速化已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)軌道交通發(fā)展的主要方向，在極大地滿足了國(guó)內(nèi)運(yùn)輸需求的同時(shí)，也對(duì)軌道交通提速提出了更高的要求，這就對(duì)于高速列車的型材、板材提出了更高的要求——不僅要求高速列車車體減重，以減輕對(duì)軌道的壓力，達(dá)到節(jié)能的效果，還要提高列車的機(jī)動(dòng)性，同時(shí)還要求客車車廂具有良好的密封性，保證乘客的舒適感。鋁，一直被稱為“會(huì)飛的金屬”，如今在高速軌道交通建設(shè)上也有了廣闊的應(yīng)用空間。鋁合金以其重量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)材料自重大、易腐蝕等缺點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)中鋁公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的持續(xù)攻關(guān)后，鋁合金被廣泛應(yīng)用于高速列車材料上。
　　技術(shù)創(chuàng)新需要具有高度責(zé)任感的企業(yè)和一流的科技人才隊(duì)伍。中鋁公司自2008年接到高鐵型材、板材項(xiàng)目后，公司從領(lǐng)導(dǎo)到一線員工對(duì)該項(xiàng)目都高度重視，充分發(fā)揮所屬企業(yè)東北輕合金有限責(zé)任公司、西南鋁業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，集中一批高精人才通過(guò)不懈努力，順利研制完成了高速列車結(jié)構(gòu)件用鋁合金材料，改變了我國(guó)軌道交通用鋁材大部分依靠進(jìn)口的局面，為我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展提供了技術(shù)支撐，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，而且整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
　　先進(jìn)技術(shù)成就高鐵用材
　　一直以來(lái)，中鋁西南鋁堅(jiān)持致力于保障我國(guó)航空、航天和國(guó)防建設(shè)。近年來(lái)隨著高鐵的發(fā)展，西南鋁在高鐵材料技術(shù)開(kāi)發(fā)方面也位居前沿。相繼開(kāi)發(fā)出鋁合金軸箱體模鍛件和聲屏障板等高鐵建設(shè)的高技術(shù)鋁合金材料。2004年,西南鋁自行生產(chǎn)研制的首批軌道交通用特種鋁型材成功下線。同年,國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議討論并原則通過(guò)歷史上第一個(gè)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》,以大氣魄繪就了超過(guò)1.2萬(wàn)公里“四縱四橫”快速客運(yùn)專線網(wǎng)。
　　據(jù)中鋁西南鋁技術(shù)質(zhì)量部副主任方清萬(wàn)介紹，他預(yù)計(jì)至2015年,我國(guó)高鐵建設(shè)將達(dá)到1.6萬(wàn)公里,時(shí)速200公里以上的運(yùn)營(yíng)動(dòng)車組將達(dá)到1500列。這些動(dòng)車組的很多部位都將采用鋁合金制造,僅鋁合金軸箱體模鍛件數(shù)量就將達(dá)近10萬(wàn)件,重量將達(dá)6300余噸。在這場(chǎng)高鐵建設(shè)“盛宴”中,蘊(yùn)藏著鋁合金材料的巨大商機(jī)。
　　“軸箱體是動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架上的關(guān)鍵零件,起連接定位作用,幾乎承受整個(gè)車體的重量,相當(dāng)于人的膝關(guān)節(jié)。”方清萬(wàn)說(shuō)。中鋁西南鋁繼2008年成功開(kāi)發(fā)了第一種鋁合金軸箱體模鍛件后,2010年又與高校等聯(lián)合攻關(guān),共同研發(fā)第二種新規(guī)格軸箱體模鍛件。這兩種鋁合金軸箱體模鍛件將分別用于時(shí)速在300公里和350公里的高鐵車輛箱體中。
　　筆者還了解到,動(dòng)車組運(yùn)行時(shí),軸箱體受縱、橫、高三個(gè)方向振動(dòng)和沖擊,受力巨大,如果軸箱體損壞,會(huì)造成車毀人亡的重大事故,組織性能要求極為嚴(yán)格。中鋁西南鋁開(kāi)發(fā)的第二種鋁合金軸箱體模鍛件,組織性能完全滿足用戶技術(shù)條件要求。與第一種軸箱體模鍛件相比，由于與高校聯(lián)合攻關(guān)，并積累了第一種軸箱體經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)效率提高了3倍,開(kāi)坯生產(chǎn)效率提高了10倍,切邊修傷效率提高了5倍,基本實(shí)現(xiàn)了零試模、零修傷,大大縮短了開(kāi)發(fā)周期和交貨進(jìn)度。
　　與此同時(shí),中鋁公司東輕、西南鋁、河南鋁業(yè)等企業(yè)制造的聲屏障板也成功應(yīng)用到高鐵建設(shè)中。聲屏障板的生產(chǎn)嚴(yán)格按照歐盟標(biāo)準(zhǔn),對(duì)性能、幾何尺寸、板型精度要求非常高。2010年以來(lái),中鋁西南鋁已簽訂1萬(wàn)多噸聲屏障板的訂單,目前已大部分交付使用。中鋁西南鋁還成功研發(fā)出高速列車用結(jié)構(gòu)板、內(nèi)裝飾板等配套鋁材。截至目前,中鋁西南鋁已成功交付重慶輕軌共23個(gè)品種、300余噸特種鋁型材,為今后大規(guī)模裝備城市軌道交通奠定了技術(shù)和裝備基礎(chǔ)。
　　合金板材填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白
　　鋁合金高速列車車體除了主要用寬斷面大型擠壓鋁型材通長(zhǎng)拼焊,使車體整體化外，在車體底架和車體端部還需要大量用較高強(qiáng)度板材焊接和彎折制備并連接在車體上的異形承力件，約占車體重量的10％。我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的動(dòng)車就采用了大量的中強(qiáng)可焊特種合金板材用于制造高速列車結(jié)構(gòu)件。為了擺脫國(guó)外的控制和降低成本，我國(guó)動(dòng)車生產(chǎn)廠迫切需求國(guó)內(nèi)能提供滿足時(shí)速200km/h以上的高速列車用的中強(qiáng)可焊特種合金板材。
　　在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目的支持下，東北輕合金有限責(zé)任公司承擔(dān)了863計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域軌道交通用關(guān)鍵材料項(xiàng)目高速列車結(jié)構(gòu)件用鋁合金板材研制的課題研究開(kāi)發(fā)任務(wù)。在兩年的研制周期內(nèi)，東輕公司大力開(kāi)展了高速列車用特種合金板材的成分設(shè)計(jì)、熔體質(zhì)量控制、控制彌散相成分、形態(tài)和尺寸的鑄錠均勻化處理技術(shù)、軋制與熱處理工藝優(yōu)化匹配的組織控制技術(shù)及中強(qiáng)可焊特種板材焊接技術(shù)的研究。
　　“該合金要求嚴(yán)格控制化學(xué)成分，減少熔煉污染，充分精煉、過(guò)濾、除氣、除渣，確保熔體質(zhì)量。”東輕公司新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)科科長(zhǎng)羅建華對(duì)筆者說(shuō)。在熔煉鑄造過(guò)程中，東輕公司投入了大量工程技術(shù)和研發(fā)人員，對(duì)化學(xué)成分嚴(yán)格控制，經(jīng)過(guò)反復(fù)試制，終于成功鑄出符合要求的該合金鑄錠。
　　在軋制過(guò)程中，東輕公司研究人員連續(xù)開(kāi)展了專項(xiàng)熱軋、冷軋工藝研究，研究組織對(duì)成品力學(xué)性能及成品組織的影響，嚴(yán)格控制變形程度。在熱處理上，研究制訂出獲得最佳力學(xué)性能與組織的退火制度，保證了合金的耐應(yīng)力腐蝕性能。隨后，東輕公司通過(guò)開(kāi)展分項(xiàng)研究，重點(diǎn)解決了國(guó)產(chǎn)7N01板材焊接強(qiáng)度系數(shù)低、折彎易開(kāi)裂等關(guān)鍵問(wèn)題。
　　“板材的綜合性能達(dá)到進(jìn)口同類產(chǎn)品的水平，打破了高速列車結(jié)構(gòu)件用特種板材大量依賴進(jìn)口的局面。”羅建華說(shuō)。目前，東輕公司生產(chǎn)的特種板材已用于制造時(shí)速200km/h高速列車鋁合金車體中的底架減震器座、枕梁與牽引樑連接等關(guān)鍵部位。
　　自2009年1月至今，東輕公司已陸續(xù)為南車青島四方機(jī)車車輛有限公司提供多批合格的特種合金板材，其應(yīng)用量也正在隨著該板材生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步完善逐年提高。東輕公司高速列車結(jié)構(gòu)件用鋁合金材料的研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)中強(qiáng)可焊特種合金板材的研制空白。
　　目前南車集團(tuán)所制造的動(dòng)車組的底架減震器座、枕梁與牽引梁連接等關(guān)鍵部位全部采用該項(xiàng)目所研制成功的特種合金板材。由于材料綜合性能優(yōu)良，特別是焊接性能的大幅提高，該系列材料還應(yīng)用到時(shí)速350km/h的高速列車，為我國(guó)的高速列車的快速發(fā)展起到了巨大支持作用。該材料的應(yīng)用，不但降低高速列車制造廠商的材料成本，也為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，近三年來(lái)新增產(chǎn)值3億多元。
　　“該項(xiàng)目的試制成功將為我國(guó)鐵路第四次提速提供硬件支持，為我國(guó)正在試制鐵路動(dòng)車組提供材料保障，不僅可以滿足目前國(guó)家軌道交通用鋁的需求，同時(shí)也極大的提高東輕公司在軌道交通用鋁材方面的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為東輕公司實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展新戰(zhàn)略目標(biāo)打造新的支撐。”羅建華不無(wú)自豪地說(shuō)。
　　防雪耐寒鋁材奏響高寒地鐵“好聲音”
　　東輕公司研制的合金新型板材不僅可在高速客運(yùn)列車上應(yīng)用，而且可以應(yīng)用到城際列車、輕軌列車、地鐵列車以及貨運(yùn)列車車廂等，應(yīng)用前景廣闊。
　　近日，由中國(guó)北車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司承制的我國(guó)首列寒地地鐵列車運(yùn)抵哈爾濱，這標(biāo)志著哈爾濱地鐵工程1號(hào)線建設(shè)工程進(jìn)入到最后的聯(lián)調(diào)沖刺階段。而在北車長(zhǎng)客制造的我國(guó)首列高寒地鐵列車上，大量使用了東輕公司生產(chǎn)的不同規(guī)格和合金牌號(hào)的鋁合金材料。
　　據(jù)了解，根據(jù)城市總體規(guī)劃，未來(lái)15年哈爾濱市將建設(shè)一個(gè)國(guó)際區(qū)域中心區(qū)、4個(gè)副中心區(qū)、4大產(chǎn)業(yè)基地，而軌道交通將引導(dǎo)這一次哈爾濱城市發(fā)展布局的改變。2008年，哈爾濱地鐵工程啟動(dòng)，該項(xiàng)工程是中國(guó)首個(gè)高寒地鐵系統(tǒng)。北車長(zhǎng)客集團(tuán)承擔(dān)了哈爾濱地鐵列車制造任務(wù)。而北車長(zhǎng)客是東輕公司的重點(diǎn)用戶和長(zhǎng)期合作伙伴，多年來(lái)東輕為北車集團(tuán)在軌道交通列車上提供了大量的高精尖鋁合金材料。
　　哈爾濱地鐵1號(hào)線采用新型標(biāo)準(zhǔn)B2型鋁合金車體，“四動(dòng)兩拖”6輛編組，最高運(yùn)行速度每小時(shí)80公里。在生產(chǎn)這批高寒地鐵車輛過(guò)程中，長(zhǎng)客股份公司大量采購(gòu)了東輕研發(fā)生產(chǎn)的從2毫米到50毫米厚的各種規(guī)格鋁合金板材，主要應(yīng)用于地鐵車廂、地板等主要部位。東輕公司在該批鋁合金材料研制過(guò)程中，充分發(fā)揮技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)，投入大量工程技術(shù)人員，選派了最優(yōu)秀的鑄造工人和軋機(jī)主操縱手，克服了裝備陳舊、經(jīng)驗(yàn)不足、性能要求高等諸多困難，經(jīng)過(guò)熔鑄、壓延等多道工序，成功試制生產(chǎn)出了在低溫環(huán)境下保持良好綜合性能的鋁合金材料，使該地鐵列車突破了低溫條件下車輛安全穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)難關(guān)，具備超強(qiáng)的防雪、抗寒性能，可在零下38攝氏度的低溫環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行，該項(xiàng)性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該地鐵列車單體車廂比普通地鐵車廂減重4.2噸，能夠有效降低列車牽引能耗，是目前國(guó)內(nèi)自重最輕的鋁合金地鐵列車。正在入軌調(diào)試的哈爾濱地鐵1號(hào)線，承載著冰城人的激情夢(mèng)想，東輕鋁材為冰城圓夢(mèng)唱響了高寒地鐵“好聲音”。
　　在可預(yù)期的將來(lái),將有更多的“中鋁造”鋁材助力高鐵。中鋁公司憑借其強(qiáng)大的鋁合金材料研發(fā)實(shí)力,成功研發(fā)出高技術(shù)含量鋁材,在高鐵建設(shè)中搶得先機(jī),“中鋁造”將成為助推“中國(guó)速度”強(qiáng)有力的支撐之一。