工業鋁型材是高鐵產業的重要組成部分
工業鋁型材是高鐵實現輕量化最好的材料。鋁合金的密度大約是鋼材密度的三分之一,而添加一定元素形成的合金具有比鋼合金更高的強度。因此在強度剛性滿足高鐵車廂安全要求的同時,使用鋁合金可以大大減輕高鐵列車車廂的自重。一般而言,一個高鐵車廂使用的鋁合金大概有10噸左右,整個車身的重量要比全部使用鋼材減輕30%-50%。
鋁合金具有優良的耐火性和耐電弧性。雖然鋁的熔點要低于鋼的熔點,但車體的耐火耐電弧性不僅和材料的熔點相關,還與材料的導熱性相關。鋁合金材料與鋼鐵相比具有優良的導熱性,其散熱性比鋼要好。
鋁合金具有更強的耐腐蝕性。鋁合金表面易形成一層致密的氧化膜,在大氣中具有很好的抗氧能力。因此鋁合金比鋼質車體具有更好的耐腐蝕性,特別是車體不易涂覆的部位。同時鋁合金表面可以化學著色、上漆、噴涂,通過這些方法可進一步提高鋁構件的耐腐性。
鋁合金有著優秀的塑性。隨著大型中空、復雜斷面鋁塑材的開發應用,鋁材焊接技術的不斷進步,鋁合金車輛制造技術日趨成熟鋁合金件的易于更換,不需除銹,適用于各種表面處理,便于維護,還可以回收的特點,是制造工藝大大簡化,制造所需工作量也較鋼質車體大大減少。
從長期來看,鋁合金價格適中。鋁材價格較高,使得車輛制造成本增加,但由于鋁合金使得車輛輕量化,車輛的輕量化帶來了運能的增加,耗能的減少,維修的費 用降低。有資料顯示,交通工具的重量每減少10%,燃料可節約8%。在報廢回收時,鋁型材產品可以實現100%回收,回收鋁型材循環再用可以減少95%的能源消耗。
基于上述優點,早在20世紀50年代,世界上較發達的一些國家就開始采用工業鋁型材來制造鐵路車輛,包括美國、加拿大、日本、俄羅斯、德國和法國等國,目前 國內高鐵列車車廂已大量使用鋁合金材料。業內專家指出,時速300公里以上的高速列車車體必須采用輕量化的鋁合金材料,350公里以上的列車車廂除底盤外 全部使用鋁型材。目前中國鐵路客運專線動車組采用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5四種類型中,除CRHI型車體采用的是不銹鋼材外,其余3種動車組車體均為鋁合金材質。
中國自主制造高鐵車廂始于2006年,當年開始小批量生產鋁合金車輛;2008年京津城際高速開通,已經使用完全擁有全部自主知識產權的鋁合金列車。到2013年,中國的高鐵列車采購量為417列。截至2014年9月底,中國鐵路總公司的采購招標量已達302列。
報道顯示,中國最繁忙的高速鐵路之——京滬高鐵列車總采購量為300列,共4800輛,平均每公里3.632輛。有專家據此推算,到2020年中國在建 的1.2萬公里高鐵約需采購44000輛高鐵車輛,平均每年約6300輛。通常,每輛車的鋁材采購約10噸,其中擠壓型材約8噸,其他(板材、箔材、管材、線材、鍛件等)約2噸,加上車站等設施建設所需鋁材,平均每年國內高鐵市場所需鋁材為7萬噸。
在國內市場規模穩定增長的同時,海外市場也培育過程中。雖然目前難以估計高鐵列車海外出口的市場規模,但相信隨著國家領導人的大力推廣,中國高鐵"大步出海"漸成趨勢,相應的,對工業鋁型材的市場需求也將逐步攀升,意味著將國內優秀工業鋁型材品牌推向海外市場。
雖然市場前景廣闊且示范效應明顯,但真正能夠享受到軌道交通車體鋁型材“大蛋糕”的廠家屈指可數。研究報告顯示,我國能夠生產此類產品的企業寥寥無幾,其中滿足高鐵用工業鋁型材產品要求的企業更是鳳毛麟角,例如適用于高寒地區的鋁型材產品只有中國忠旺等國內頂尖鋁加工企業具有生產能力。