昨日,湖南博科瑞新材料有限责任公司装配室内,公司院士专家工作站研发工程师李金伟(右二)和工作人员进行成品质量检测。 长沙晚报记者 王志伟 摄
开栏语
作为获评全国创新驱动示范市的唯一省会城市,长沙在深入实施创新驱动发展战略、加快创建国家中心城市的征程中,依托建设院士专家工作站、学会服务站和海智基地等载体,柔性引智、高端引领、核心突破,一大批优秀科技人才脱颖而出。在“5·30”全国首个科技工作者日即将到来之际,长沙市科协、长沙晚报社联合推出“创新驱动示范市建设”专栏,一同见证星城科技工作者创新争先、科技报国的动人华章!
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湖南博科瑞新材料有限责任公司院士专家工作站于2016年12月经长沙市院士工作站建设协调领导小组批准成立,以研究和开发高铁、机车、磁浮、地铁等轨道交通高性能摩擦材料为主要方向,促进企业产学研用相结合创新体系的建立,切实解决企业创新过程中的难题和瓶颈,目前科技成果转化成绩显著。
至2016年底,我国高铁总里程数达到2.2万公里,超过全球高铁总里程数的60%。然而,作为高铁重要的配件和易耗品,每年超过30亿元的闸片(俗称刹车片)市场,却长期被进口刹车片把持,受制于人。
去年9月,在黄伯云院士领衔的湖南博科瑞新材院士工作站的指导下,湖南博科瑞新材研发的粉末冶金高铁制动闸片在上海铁路局开展载客运营测试,目前运营良好。在完成全部考核、取得中铁检验认证中心正式认证后,湖南即将拥有第一家,同时也是国内第五家时速300至350公里高铁的闸片供应商。近日,记者来到湖南博科瑞新材黄伯云院士工作站,聚焦高铁闸片这一新兴产业崛起背后的长沙力量。
揭秘:刹一次车,瞬时温度超800℃
5月中旬,在博科瑞的实验室里,记者见到这些来之不易的刹车片。散发着特殊金属光泽的刹车片由多种元素烧结而成,像盔甲一样,一片一片紧紧扣在一起,凝聚着中国两代材料科学家的心血和梦想。
“对一列最高时速可达到380公里的高速列车来说,让它跑起来容易,停下来难。”据材料学博士、博科瑞新材总经理熊拥军介绍,其最大的难点在于列车制动瞬间,列车会产生巨大的惯性,所产生的巨大动能通过摩擦转变成热能,刹车片要在瞬间承受超过800℃的高温。
“这就对制作刹车片的材料提出苛刻的要求。”熊拥军以汽车刹车片对比,“像一般传统的汽车刹车片所用的合成材料,所能承受的最高温度不超过500℃。”
除了要承受瞬时高温、保证性能不变外,高铁刹车片还必须在雨雪沙尘等恶劣环境状态下也能正常工作,不伤害制动盘。长期以来,只有德国、法国、日本等少数国家能够生产高速列车制动闸片,其中德国的一家公司垄断了全球80%以上的高铁刹车片市场。
国际上,一些整车公司对于刹车片这样昂贵的易耗品从不予技术转让,每片的进口价格在6000元以上,而一列时速在300公里的列车,一年要消耗闸片接近200万元。
“我们不能长期受制于人。”从2008年起,当时的铁道部和科技部实施两部联合发展中国高铁事业的合作计划,大力推进中国高铁技术的自主创新和高铁装备的国产化。而以高铁装备闪亮世界舞台的湘人湘企,当仁不让地成为了这看不见硝烟的战场上的主力军。
速度:一年半获批试用,而业内周期是4到5年
“我们有这么好的平台和基础,承担了这么多国家级轨道交通科研项目,紧跟国家轨道交通战略发展步伐,满足高铁发展需求,研制出具有完全自主知识产权的高性能高铁制动闸片是我们的使命与责任!”5月16日,国内顶尖的粉末冶金摩擦材料专家、中国工程院院士黄伯云这样回答记者。
虽然湖南博科瑞新材黄伯云院士工作站去年12月才获批建立,但是作为院士站的主要工作,从成立之初,黄伯云就为企业制定了发展方向——打破进口产品垄断,为高铁装上性能优异的国产刹车片!
黄伯云的信心和底气,来自其团队在粉末冶金行业的领先研发优势和工程经验。
“高铁行业是一个门槛相对较高的产业,而黄院士成功研制炭/炭复合材料制成飞机刹车片项目的经验,也给了我们信心!”博科瑞研发主管李金伟博士介绍,公司研发团队多是20多岁的年轻人,经验并不多,但每次遇到难题,向黄院士及其团队汇报后,院士团队便会立刻组织讨论会。高铁上的零件,实验开发成功后,还要通过1:1台架测试和装车“路考”,“在紧急制动试验中,我们发现刹车距离超过标准距离约3%,直接影响高铁安全!院士与我们年轻的科研人员一起进行材料分析、设计、反复试验,终于攻克了难题。”此外,通过一次次的直接指导,在院士团队的帮助下,公司一批优秀的青年科研人才正在迅速成长。
据悉,在院士团队的指导下,湖南博科瑞新材公司的BKR380FA闸片项目从启动到获得中铁检验认证中心的产品试用证书,仅用了一年半的时间,而业内的周期,一般是4到5年。
骄傲:
湘造闸片优于国外产品
“目前高铁刹车片普遍存在崩边、剥落等现象,进口货也不例外,而我们刹车片的粘贴强度高出国家标准5倍!”到目前为止,博科瑞与院士团队已经合作开发了 300-350km/h动车组、CRH1型动车组(燕尾型)、CRH1型动车组(非燕尾型)、CRH5型动车组(燕尾型)四个型号动车组的粉末冶金闸片,闸片关键零部件性能达到了德国同类产品水平,而弹簧卡扣疲劳寿命等性能更优于国外产品。
“目前我们的300—350km/h高铁粉末冶金闸片,正在上海铁路局进行最后阶段的装车测试,其中有些车次,就跑在上海至长沙的线路上!”李金伟透露。
根据李金伟的估算,在正式拿到产品认证后,首年就可以实现利税500万元。接下来,在黄伯云院士的指导下,院士专家站将帮助企业将重点放在更高标准、更加具备我国自主知识产权的中国标准动车组的刹车材料研制上。
来源:长沙晚报2017年5月22日要闻(A01) http://www.icswb.com/newspaper_article-detail-259003.html