纳米复合材料的应用在制动盘中的应用

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-05-28 18:10 标签： 纳米复合材料的应用
文昌科技“轨道交通用铝基复合材料制动盘国产化应用”项目达到国际先进水平_娄底新闻网
文昌科技“轨道交通用铝基复合材料制动盘国产化应用”项目达到国际先进水平
评审会现场
文昌科技技术负责人向专家介绍产品性能
讯（通讯员 刘厅）1月17日，中国有色金属工业协会在文昌科技公司会议室组织召开了&轨道交通用铝基复合材料制动盘国产化应用&项目科技成果评价会议，工程院院士谢建新、中国有色金属工业协会副会长贾明星等5位有色金属材料和加工专业领域的院士、同行专家组成评价专家组亲临现场。娄底市委书记对此高度重视，特意委托市委常委、常务副市长张希慧对专家组进行了热情接待，万宝新区党委副书记、管委会主任肖雄杰陪同。
评价咨询专家组听取了项目组的汇报，考察了现场，审阅了有关技术资料，进行了质询、交流和对评价成果评价独立打分，最后得到综合评分并形成了综合评价结论。
专家组认为，&轨道交通用铝基复合材料制动盘国产化应用&项目突破了碳化硅颗粒加入、均匀分散、界面反应控制、制动盘成形等技术瓶颈，填补了国内在此领域的空白，实现了试用，形成了产业化生产能力。技术先进，工艺合理，具有很强的创新性。项目开发了低成本碳化硅颗粒增强铝基复合材料制动盘半固态真空强剪切搅拌制备成形全套技术，打破了国外的技术和市场垄断，解决了我国碳化硅颗粒增强铝基复合材料制动盘的国产化难题，对于提高我国轨道交通领域核心零部件的竞争力具有重大意义，项目整体技术达到国际先进水平。
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“城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究”项目顺利通过结题验收
日，“城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究”项目结题验收会在铁科院机辆所召开并顺利通过验收。此次评审会邀请到了北京市地铁运营有限公司车辆部、上海申通地铁集团有限公司维保中心、广州地铁集团有限公司、深圳地铁集团有限公司、天津地铁运营有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车南京浦镇车辆有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司等单位的业内知名专家组成评审专家组。
“城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究”项目由北京纵横机电技术开发公司、北京地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心以及北京地铁运营四公司于2016年初联合立项，立项的目的是研究纵横公司自主研制生产的铝基复合材料制动盘及对偶闸片摩擦副在城轨列车上的服役特性，该项目所使用的制动盘及闸片是国内首款在城市轨道交通车辆上小批量运用且具备批量化生产能力的国产铝基复合材料盘形制动摩擦副。
随着我国城市轨道交通建设的快速发展，各主机厂及车辆运用部门对城轨车辆轻量化设计及节能环保指标要求越来越高，轻质复合材料在城轨车辆上的应用是未来轨道交通车辆发展的必然趋势，其中采用轻质铝基复合材料制动盘是车辆制动系统在近年来的一个非常明显的变化趋势。
我国已经有多个城市的地铁车辆使用了铝基复合材料制动盘，装车数量有逐年增多的趋势，然而，我国批量使用的铝基复合材料制动盘均为国外进口。为了突破技术壁垒，纵横公司于2013年自主投入经费和科研力量进行城轨用铝基复合材料制动盘的研制工作，并于2015年完成了新研制铝基复合材料制动盘的例行试验、型式试验、疲劳试验等一系列产品性能验证试验，完成了铝基复合材料制动盘技术条件编制，成功解决了碳化硅颗粒分散均匀性、铝基复合材料超声波无损探伤结果评价、硬质复合材料机加工工艺及刀具选择等一系列难题，所研制的铝基复合材料制动盘部分性能优于国际同类产品，通过匹配不同类型的闸片，既可实现与进口铝合金制动盘摩擦副互换，也可实现与既有的铸铁制动盘摩擦副互换。
为了加快我公司研发的城轨用铝基复合材料制动盘的工程化应用进程，在公司领导及北京地铁的大力支持下，2016年初，纵横机电与北京地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心以及北京地铁运营四公司就“城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究”课题联合立项，该项目基于纵横机电在北京地铁昌平线既有的盘形制动系统平台，利用新研制的铝基复合材料制动盘替代传统的铸铁材料制动盘，并在换装完成后开展一系列跟踪对比试验，研究铝基复合材料制动盘在各种实际环境条件下的运用特性、磨耗特性、热负荷特性，并完成铝基复合材料制动盘与铸铁制动盘的服役特性对比。
铝基复合材料制动盘在北京地铁昌平线CP002车运用考核期间，制动开发部在售后管理部及市场营销部的配合下严格按照装车运用考核大纲的要求，定期到北京地铁昌平线车辆段进行现场检查与制动盘、闸片磨耗跟踪，为铝基复合材料制动盘及对偶闸片的服役特性研究积累了大量的经验及数据，运用考核期间产品的运用情况也得到了北京地铁运营四公司的认可。
此次评审会上，专家组认真听取了由北京地铁研发中心和北京纵横机电技术开发公司联合项目组汇报的城轨用铝基复合材料制动盘及闸片产品项目的工作报告、研究报告和装车运用考核报告，审查了相关技术资料，经认真讨论、质询，形成专家意见如下：
1、项目研究内容完整、技术路线合理，所提交的验收材料齐全；
2、铝基复合材料制动盘摩擦副完成了相关装车试验及五万公里运营考核试验，实验数据显示铝基复合材料制动盘及对偶闸片性能满足项目立项目标的要求；
3、铝基复合材料制动盘及对偶闸片是国内首款在城市轨道交通车辆上小批量运用且具备批量化生产能力的国产铝基复合材料制动盘摩擦副，部分性能优于国外同类产品。
项目组完成了项目建议书要求的全部研究内容，取得了预期成果，专家组一致同意《城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究》项目通过验收。
同时，与会专家建议继续对铝基复合材料制动盘摩擦副的运用情况进行跟踪监测，并尽快开展在整列车上的验证。
《城轨用铝基复合材料制动盘及闸片服役特性研究》项目结题验收会的顺利召开，不仅标志着纵横公司自主研制的铝基复合材料制动盘产品在工程化、产业化应用方面迈出了实质性的一步，更为公司铝基复合材料制动盘产品在未来的批量装车奠定了良好的基础。 上传我的文档
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高速列车制动盘材料的研究现状与展望
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铝基复合材料在汽车行业的应用前景
15:58:00&&&&
　　在保证汽车安全性和可靠性的前提下,车身轻量化和发动机大功率、高转速、低能耗化已成为汽车行业发展的当务之急。铝基复合材料由于具有高比强度、高比模量、高热导率、低热膨胀系数、良好的耐磨和耐疲劳性、低密度、良好的尺寸稳定性等优良的力学性能和物理性能,已经在汽车工业领域获得成功应用,并取得了良好的经济效益。
　　一、铝基复合材料活塞
　　活塞是发动机的关键零部件之一,所处的工作环境非常恶劣。随着发动机朝着大功率和高热效率的方向发展,活塞材料也在不断改进,从传统的铸铁、铸钢到铝合金再到铝基复合材料。日本本田公司成功应用铝基复合材料制造了发动机活塞环槽,其性能和寿命均优于传统的铸铁镶块环槽。该公司又推出氧化铝纤维增强活塞顶的铝活塞。英国AE公司推出了陶瓷纤维增强铝基活塞,又将整体采用碳化硅颗粒增强铝基复合材料锻件的发动机活塞成功应用于法拉利一级方程式赛车。我国东南大学研制了陶瓷纤维增强铝基复合材料活塞,并将其应用于汽车发动机、大马力柴油机上,使活塞寿命提高了3～5倍,发动机功率也明显提高,汽车油耗和尾气排放大大减少;与普通铝合金材料相比,这种陶瓷纤维增强铝基复合材料的高温抗拉强度提高了20%～40%,线膨胀系数降低了20%。
　　二、铝基复合材料制动盘
　　制动盘是汽车制动系统中的重要部件,其刹车制动效果关系到汽车的行驶安全。当汽车发生紧急制动时,其温度急剧升高,尤其是长时间、多次数的紧急制动,对制动盘产生的热冲击和摩擦程度极高,以致制动盘表面产生热裂纹或热磨损,最终导致制动失效。由于铝基复合材料的耐磨性、导热性好,最高工作温度可达450℃,故全球各大汽车公司如奔驰、沃尔沃、菲亚特、通用、福特、丰田等均对铝基复合材料刹车系统的研发做了许多工作。美国FORD&公司已研制出SiCP/Al复合材料制动盘,并批量用于高级轿车。德国、日本等研制的铝基复合材料高速列车制动盘,也已在火车、地铁、城郊列车等线路上得到应用。
　　三、铝基复合材料气缸套
　　气缸套是镶嵌在发动机缸体内的圆筒形零部件,决定着发动机的使用性能与寿命。随着发动机性能要求的提高,传统灰铸铁气缸套的性能已远不能满足要求。据报道,过共晶A1-Si合金复合体涂覆法,可用于内燃发动机铝合金气缸套内壁。另据报道,采用激光在Al基气缸套内表面熔覆Si和Mo的混合粉末,原位生成纳米级MoSi2以形成第二相增强颗粒层,可提高材料表面的硬度及延展性。
　　铝基复合材料还应用于汽车的其他零部件上,如轮毂、驱动轴、连杆等&,取得了显著的减重、提高强度和动力性能的效果。
编辑：宋玉琤&&&&
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