昨日,湖南博科瑞新材料有限責(zé)任公司裝配室內(nèi),公司院士專家工作站研發(fā)工程師李金偉(右二)和工作人員進(jìn)行成品質(zhì)量檢測。
開欄語
作為獲評全國創(chuàng)新驅(qū)動示范市的唯一省會城市,長沙在深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、加快創(chuàng)建國家中心城市的征程中,依托建設(shè)院士專家工作站、學(xué)會服務(wù)站和海智基地等載體,柔性引智、高端引領(lǐng)、核心突破,一大批優(yōu)秀科技人才脫穎而出。在“5·30”全國首個科技工作者日即將到來之際,長沙市科協(xié)、長沙晚報社聯(lián)合推出“創(chuàng)新驅(qū)動示范市建設(shè)”專欄,一同見證星城科技工作者創(chuàng)新爭先、科技報國的動人華章!
名片
湖南博科瑞新材料有限責(zé)任公司院士專家工作站于2016年12月經(jīng)長沙市院士工作站建設(shè)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)成立,以研究和開發(fā)高鐵、機(jī)車、磁浮、地鐵等軌道交通高性能摩擦材料為主要方向,促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合創(chuàng)新體系的建立,切實(shí)解決企業(yè)創(chuàng)新過程中的難題和瓶頸,目前科技成果轉(zhuǎn)化成績顯著。
至2016年底,我國高鐵總里程數(shù)達(dá)到2.2萬公里,超過全球高鐵總里程數(shù)的60%。然而,作為高鐵重要的配件和易耗品,每年超過30億元的閘片(俗稱剎車片)市場,卻長期被進(jìn)口剎車片把持,受制于人。
去年9月,在黃伯云院士領(lǐng)銜的湖南博科瑞新材院士工作站的指導(dǎo)下,湖南博科瑞新材研發(fā)的粉末冶金高鐵制動閘片在上海鐵路局開展載客運(yùn)營測試,目前運(yùn)營良好。在完成全部考核、取得中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心正式認(rèn)證后,湖南即將擁有第一家,同時也是國內(nèi)第五家時速300至350公里高鐵的閘片供應(yīng)商。近日,記者來到湖南博科瑞新材黃伯云院士工作站,聚焦高鐵閘片這一新興產(chǎn)業(yè)崛起背后的長沙力量。
揭秘:剎一次車,瞬時溫度超800℃
5月中旬,在博科瑞的實(shí)驗(yàn)室里,記者見到這些來之不易的剎車片。散發(fā)著特殊金屬光澤的剎車片由多種元素?zé)Y(jié)而成,像盔甲一樣,一片一片緊緊扣在一起,凝聚著中國兩代材料科學(xué)家的心血和夢想。
“對一列最高時速可達(dá)到380公里的高速列車來說,讓它跑起來容易,停下來難。”據(jù)材料學(xué)博士、博科瑞新材總經(jīng)理熊擁軍介紹,其最大的難點(diǎn)在于列車制動瞬間,列車會產(chǎn)生巨大的慣性,所產(chǎn)生的巨大動能通過摩擦轉(zhuǎn)變成熱能,剎車片要在瞬間承受超過800℃的高溫。
“這就對制作剎車片的材料提出苛刻的要求。”熊擁軍以汽車剎車片對比,“像一般傳統(tǒng)的汽車剎車片所用的合成材料,所能承受的最高溫度不超過500℃。”
除了要承受瞬時高溫、保證性能不變外,高鐵剎車片還必須在雨雪沙塵等惡劣環(huán)境狀態(tài)下也能正常工作,不傷害制動盤。長期以來,只有德國、法國、日本等少數(shù)國家能夠生產(chǎn)高速列車制動閘片,其中德國的一家公司壟斷了全球80%以上的高鐵剎車片市場。
國際上,一些整車公司對于剎車片這樣昂貴的易耗品從不予技術(shù)轉(zhuǎn)讓,每片的進(jìn)口價格在6000元以上,而一列時速在300公里的列車,一年要消耗閘片接近200萬元。
“我們不能長期受制于人!睆2008年起,當(dāng)時的鐵道部和科技部實(shí)施兩部聯(lián)合發(fā)展中國高鐵事業(yè)的合作計(jì)劃,大力推進(jìn)中國高鐵技術(shù)的自主創(chuàng)新和高鐵裝備的國產(chǎn)化。而以高鐵裝備閃亮世界舞臺的湘人湘企,當(dāng)仁不讓地成為了這看不見硝煙的戰(zhàn)場上的主力軍。
速度:一年半獲批試用,而業(yè)內(nèi)周期是4到5年
“我們有這么好的平臺和基礎(chǔ),承擔(dān)了這么多國家級軌道交通科研項(xiàng)目,緊跟國家軌道交通戰(zhàn)略發(fā)展步伐,滿足高鐵發(fā)展需求,研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能高鐵制動閘片是我們的使命與責(zé)任!”5月16日,國內(nèi)頂尖的粉末冶金摩擦材料專家、中國工程院院士黃伯云這樣回答記者。
雖然湖南博科瑞新材黃伯云院士工作站去年12月才獲批建立,但是作為院士站的主要工作,從成立之初,黃伯云就為企業(yè)制定了發(fā)展方向——打破進(jìn)口產(chǎn)品壟斷,為高鐵裝上性能優(yōu)異的國產(chǎn)剎車片!
黃伯云的信心和底氣,來自其團(tuán)隊(duì)在粉末冶金行業(yè)的領(lǐng)先研發(fā)優(yōu)勢和工程經(jīng)驗(yàn)。
“高鐵行業(yè)是一個門檻相對較高的產(chǎn)業(yè),而黃院士成功研制炭/炭復(fù)合材料制成飛機(jī)剎車片項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),也給了我們信心!”博科瑞研發(fā)主管李金偉博士介紹,公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)多是20多歲的年輕人,經(jīng)驗(yàn)并不多,但每次遇到難題,向黃院士及其團(tuán)隊(duì)匯報后,院士團(tuán)隊(duì)便會立刻組織討論會。高鐵上的零件,實(shí)驗(yàn)開發(fā)成功后,還要通過1:1臺架測試和裝車“路考”,“在緊急制動試驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)剎車距離超過標(biāo)準(zhǔn)距離約3%,直接影響高鐵安全!院士與我們年輕的科研人員一起進(jìn)行材料分析、設(shè)計(jì)、反復(fù)試驗(yàn),終于攻克了難題。”此外,通過一次次的直接指導(dǎo),在院士團(tuán)隊(duì)的幫助下,公司一批優(yōu)秀的青年科研人才正在迅速成長。
據(jù)悉,在院士團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下,湖南博科瑞新材公司的BKR380FA閘片項(xiàng)目從啟動到獲得中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心的產(chǎn)品試用證書,僅用了一年半的時間,而業(yè)內(nèi)的周期,一般是4到5年。
驕傲:
湘造閘片優(yōu)于國外產(chǎn)品
“目前高鐵剎車片普遍存在崩邊、剝落等現(xiàn)象,進(jìn)口貨也不例外,而我們剎車片的粘貼強(qiáng)度高出國家標(biāo)準(zhǔn)5倍!”到目前為止,博科瑞與院士團(tuán)隊(duì)已經(jīng)合作開發(fā)了 300-350km/h動車組、CRH1型動車組(燕尾型)、CRH1型動車組(非燕尾型)、CRH5型動車組(燕尾型)四個型號動車組的粉末冶金閘片,閘片關(guān)鍵零部件性能達(dá)到了德國同類產(chǎn)品水平,而彈簧卡扣疲勞壽命等性能更優(yōu)于國外產(chǎn)品。
“目前我們的300—350km/h高鐵粉末冶金閘片,正在上海鐵路局進(jìn)行最后階段的裝車測試,其中有些車次,就跑在上海至長沙的線路上!”李金偉透露。
根據(jù)李金偉的估算,在正式拿到產(chǎn)品認(rèn)證后,首年就可以實(shí)現(xiàn)利稅500萬元。接下來,在黃伯云院士的指導(dǎo)下,院士專家站將幫助企業(yè)將重點(diǎn)放在更高標(biāo)準(zhǔn)、更加具備我國自主知識產(chǎn)權(quán)的中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的剎車材料研制上。
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