鋁道網(wǎng)】

表1 6N01合金的典型室溫力學(xué)性能

表2 7N01合金擠壓材的典型力學(xué)性能

磁浮列車(chē)是利用磁力或氣流在離軌道面8mm～10mm的空間以30km/h～600km/h的速度向前飛行的軌道交通。目前，速度4000km/h的列車(chē)正在研發(fā)。我國是該領(lǐng)域研發(fā)、建設與運營(yíng)的全 球領(lǐng)跑者，截至2020年8月，已有5條磁浮線(xiàn)路投入營(yíng)運。

磁浮列車(chē)車(chē)廂是全鋁材料制造的。本文對車(chē)廂結構鋁材作較全 面的介紹，特別對6N01及7N01鋁合金的性能，希望我國還能研制出性能超越6N01及7N01的磁浮車(chē)廂鋁合金。中國將啟動(dòng)京廣澳、滬廣等高速磁浮線(xiàn)路建設。這將是磁浮線(xiàn)路建設Z大的工程，磁浮裝備的鋁材也將成為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的分支。

據廣東省今年2月發(fā)布的《廣東省國土空間規劃2020年~2035年》中稱(chēng)，廣東省域空間內將預留縱橫兩條高速磁懸浮廊道，分別是南北縱向的京廣澳高速磁懸浮和東西橫向沿海的滬深廣高速磁懸浮廊道。國家也有建設北京—廣州大灣區高速磁懸浮列車(chē)的計劃，列車(chē)速度600km/h，雖然有關(guān)建設費用、具體行駛路線(xiàn)、開(kāi)通時(shí)間等細節尚未公布，但前期工作已經(jīng)開(kāi)始。2019年發(fā)布的《交通強國建設綱要》提出了要合理統籌安排600km/h級高速磁懸浮系統。中車(chē)四方公司與上海等地的高校也已進(jìn)行了相關(guān)研發(fā)，2019年6月，速度600km/h的高速磁浮試驗樣車(chē)在上海同濟大學(xué)實(shí)驗線(xiàn)上試跑成功，完全達到了預期效果。此外，中國還計劃建造滬-杭、重慶-成都的高速磁懸浮線(xiàn)路。

中國磁懸浮列車(chē)的

發(fā)展歷程與現狀

中國磁懸浮的發(fā)展可分為三個(gè)階段：2002~2015年為引進(jìn)與起步時(shí)期；2016~2020年為自力更生研發(fā)與建設時(shí)期；2021年也就是從“十四五”起中國進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期，引 領(lǐng)磁懸浮技術(shù)與線(xiàn)路建設及營(yíng)運。

按速度可將磁浮列車(chē)分為中低速(運行速度30km/h～200km/h)、高速（運行速度200km/h～400km/h）、超 高速（運行速度大于400km/h，通常為600km/h）。

● 首條磁浮線(xiàn)開(kāi)始運行

我國首條磁浮鐵 路于2003年1月在上海運行，車(chē)輛及其技術(shù)全部從德國引進(jìn)。上海磁浮線(xiàn)是中國也是全 球首條商業(yè)運營(yíng)的高速磁浮專(zhuān)線(xiàn)，西起上海軌道交通2號線(xiàn)的龍陽(yáng)路站，東至浦東國際機場(chǎng)，全長(cháng)29.863km，營(yíng)運Z高速度430km/h，全程僅需8分鐘。它的運行是利用安裝在列車(chē)兩側轉向架上的磁浮電磁鐵和鋪設于軌道上的磁鐵的異性相吸效應。同時(shí)，磁浮車(chē)上裝有電磁體，鐵 軌底部安裝有線(xiàn)圈，一旦通電，底部線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車(chē)上電磁體極性總保持相同，兩者同性相斥，但下面的力遠大于上面的，使列車(chē)浮起來(lái)，還有股推力，使列車(chē)向前“飛行”。

● 首條國產(chǎn)磁浮線(xiàn)在長(cháng)沙投入商業(yè)運營(yíng)

我國首條國產(chǎn)磁浮線(xiàn)路于2016年5月在長(cháng)沙運行，中國有完全自主知識產(chǎn)權，中低速磁浮列車(chē)，由株洲電力機車(chē)有限公司設計制造，三節編組，鋁合金圓潤的車(chē)體裝飾著(zhù)“中國紅”腰線(xiàn)。車(chē)內裝備著(zhù)軟座席、落地窗、暗花不銹鋼扶手。暖色調大貫通車(chē)廂內的氛圍如同大型民機客艙。這種新型中低速磁浮列車(chē)是株洲電力機車(chē)有限公司、西南交通大學(xué)、中車(chē)集團株洲電力機車(chē)研究所和中車(chē)集團二院等國內頂 尖軌道交通研發(fā)機構協(xié)作攻關(guān)的結晶，它的設計Z高速度100km/h，Z大載客量600人。它的優(yōu)點(diǎn)多多；由于沒(méi)有輪軌的摩擦與撞擊，運行極為安靜；采用特殊的抱軌設計，極 大限度降低了列車(chē)脫軌和側翻風(fēng)險，具有極 高的安全性；造價(jià)合理，比鐵 路和中運量輕軌分別低1/3和1/4；轉彎半徑小，僅50米；爬坡能力很強，可以繞著(zhù)建筑物或者山體靈活運行，能夠開(kāi)進(jìn)居民小區。有中國特色的中低速磁浮列車(chē)的輻射量比剃須刀的還小，兼顧了環(huán)保經(jīng)濟和安全性，可應用于人口密集區和對環(huán)保要求很高的風(fēng)景名勝區和旅游區。

● 半年內建成的天津濱?？崭跰3示范線(xiàn)

2017年投入營(yíng)運的天津濱?？崭跰3中低速磁浮短示范線(xiàn)是在不到半年的時(shí)間內建成的。其磁動(dòng)力技術(shù)是從美國磁懸浮飛機公司和美國磁動(dòng)力公司引進(jìn)，并成立了負責經(jīng)營(yíng)的麥格普林磁動(dòng)力工程技術(shù)（天津）有限公司，并同時(shí)在中國和美國建造了商業(yè)試驗線(xiàn)。該公司以其具有世 界領(lǐng) 先水平的稀土永磁直徑同步電機、永磁懸浮、永磁導向及其控制技術(shù)為中心，重 點(diǎn)開(kāi)發(fā)中低速磁浮列車(chē)，智能化自動(dòng)生產(chǎn)傳送線(xiàn)和物流管理線(xiàn)、礦產(chǎn)品傳輸線(xiàn)和無(wú)纜繩無(wú)電機房的升降機等。

● 北京中低速磁浮S1線(xiàn)

北京S1線(xiàn)也采用中低速磁浮技術(shù)，6節車(chē)廂編組，是北京首條磁浮線(xiàn)，西起門(mén)頭溝區石門(mén)營(yíng)站，東至石景山蘋(píng)果園站，線(xiàn)路全長(cháng)10.236km，包括上下車(chē)時(shí)間在內，列車(chē)行駛全程不超過(guò)20分鐘。車(chē)廂等是唐山軌道客車(chē)有限公司制造的，每節車(chē)廂造價(jià)800萬(wàn)元，比地鐵車(chē)廂約貴200萬(wàn)元。

● 高速磁浮實(shí)驗中心等入駐青島國家高速列車(chē)創(chuàng )新中心

高速磁浮實(shí)驗中心、高速磁浮試制中心等5個(gè)項目于2018年1月入駐青島市城陽(yáng)區國家高速列車(chē)技術(shù)創(chuàng )新中心。這5個(gè)項目主要來(lái)源于國家發(fā)改委城市軌道交通創(chuàng )新能力建設專(zhuān)項和技術(shù)部“十三五”重 點(diǎn)科技專(zhuān)項，其中軌道車(chē)輛系統集成國家工程實(shí)驗室項目將對中國突 破城市軌道交通驗證技術(shù)瓶頸，形成統一完善的試驗標準體系有著(zhù)重大意義。

● 集中攻關(guān)600km/h的高速磁浮列車(chē)

速度達600 km/h的高速磁浮系統技術(shù)方案于2018年在中車(chē)四方股份有限公司通過(guò)專(zhuān) 家評審，樣車(chē)于2020年上試驗線(xiàn)。該方案由四方股份公司牽頭承擔。它的通過(guò)評審，標志著(zhù)國家重 點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項“高速磁浮交通系統關(guān)鍵技術(shù)”課題取得實(shí)質(zhì)性重要階段成果，可以進(jìn)入下一步施工設計階段。按計劃，四方公司應于2018年完成樣機制造，2020年600km/h樣車(chē)完成5km試驗線(xiàn)驗證，這些都已順利完成。我們知道，當下高鐵的Z高速度350km/h，民機巡航經(jīng)濟速度800km/h～1000km/h，速度600km/h的高速磁浮交通系統正好可以填補速度空白，形成一個(gè)完整的交通網(wǎng)絡(luò )。

● 中日聯(lián)合研制高速氣磁浮列車(chē)

這種磁浮列車(chē)靠磁力懸浮，靠自然氣流驅動(dòng)飛行，速度500km/h。中國和日本正在聯(lián)合研制一種名為“鵜鶘”的高速磁浮列車(chē)，由機器人操作，是世界上速度Z快的無(wú)人操作磁浮車(chē)。

為何取名“鵜鶘”高速列車(chē)，據中國參與研發(fā)的重慶理工大學(xué)科學(xué)家賴(lài)晨光教授稱(chēng)，這種磁浮列車(chē)的設計靈感來(lái)自飛機與鵜鶘的飛行，故得此名。鵜鶘利用變動(dòng)翱翔技術(shù)，在不同速度的氣團之間獲得升力，在天空自由飛翔；因而這種磁浮車(chē)采用懸浮方式，利用短粗的U形翼和快速流動(dòng)的空氣，緊貼地面飛行。它浮起來(lái)是靠磁力克服重力，而飛行前進(jìn)是靠快速流動(dòng)的空氣，是只用自然能源驅動(dòng)、零污染的列車(chē)。這種鵜鶘列車(chē)的第 一代、第二代樣車(chē)已于2017年試制及實(shí)車(chē)試驗在東京大學(xué)完成。

● 永磁跨座式單軌磁浮車(chē)

中國的這種磁浮車(chē)2016年就試制成功了，被譽(yù)為“空中列車(chē)”，是一種很有特色的軌道交通，它的軌道不是傳統的兩條平行路線(xiàn)，而是單條鋼筋混凝土梁，輪子是橡膠的，騎跨于軌道梁上，是城市骨干線(xiàn)、輔助線(xiàn)、機場(chǎng)連接線(xiàn)、觀(guān)光線(xiàn)的絕 佳運輸裝備之一。它的爬坡能力強、轉彎半徑小，用的橡膠輪，能爬陡坡，急轉彎，線(xiàn)路適應性強，特別適合山區、河谷等地形地質(zhì)復雜的城市，也可以穿越于平原城市的繁華市中心、旅游觀(guān)光線(xiàn)路等。工程造價(jià)低，占地面積少。它的結構簡(jiǎn)單，成本低，建設周期短，造價(jià)低于2.5億元km，約為地鐵的1/3；它的軌道梁較窄，占地寬度只不過(guò)1m～1.5m，可架設于道路中央的隔離帶上?？缱絾诬壛熊?chē)全封閉運行，速度快，與其它交通形式互不干擾，Z高速度80km/h，平均運行速度30km/h～45km/h，與地鐵的相當；它屬于中等運量的軌道交通系統，單向運量1萬(wàn)人次/h～3萬(wàn)人次/h，接近B型地鐵列車(chē)。乘座舒適，噪聲低，橡膠輪產(chǎn)生的震動(dòng)和噪聲都相當低，遠低于輪軌系統的，對周?chē)h(huán)境幾乎無(wú)影響，電磁輻射可忽略不計，而且單軌線(xiàn)路多為高架結構，車(chē)廂的視野開(kāi)闊，憑窗遠眺，城市市容和沿線(xiàn)風(fēng)影盡收眼底。

● 中國“2.0版”快速磁浮列車(chē)2012年10月下線(xiàn)

這款磁浮列車(chē)的速度為160km/h，是株洲電力機車(chē)有限公司完全自主研發(fā)，比長(cháng)沙磁浮快線(xiàn)的中國首列中低速列車(chē)具有更快、更輕、載客量更多的優(yōu)點(diǎn)，爬坡能力強、轉彎半徑小、噪聲低等特點(diǎn)，適合城市內、市區和衛星城之間、城市群之間、地形復雜的景區內部運行，是城鎮化建設、“一帶一路”建設和“走出去”的拳頭軌道產(chǎn)品。

● 廣東清遠磁浮旅游專(zhuān)線(xiàn)2021年中期投運

清遠中低速磁浮旅游專(zhuān)線(xiàn)2016年開(kāi)建，2021年中期投入運營(yíng)，中鐵磁浮交通投資建設有限公司與清遠市政府投資100億元建設，線(xiàn)路長(cháng)30 km。新型中低速磁浮列車(chē)是中車(chē)集團長(cháng)春客車(chē)車(chē)輛股份有限公司制造，于2020年12月下線(xiàn)。

● 交通強國新項目研發(fā)與線(xiàn)路建設熱火朝天

除清遠磁浮即將投運外，新疆烏魯木齊磁浮線(xiàn)及成都-德陽(yáng)磁浮線(xiàn)都在緊鑼密鼓建設中，滬杭線(xiàn)也在籌建中，滬-深線(xiàn)、京-廣線(xiàn)600km/h的高速磁浮線(xiàn)建設也已開(kāi)始提上議程，或于“十四五”期間開(kāi)始籌建開(kāi)工。如果按600km/h的速度進(jìn)行簡(jiǎn)單計算，從深圳到相距約1500 km的上海，所需時(shí)間大約為3h；從深圳到北京約2200km，如果乘坐京廣澳高速磁浮車(chē)，大約不到4h可以到達。此外，重慶﹣成都高速磁浮線(xiàn)的籌建工作正在日夜兼程進(jìn)行。

研發(fā)速度4000km/h的高速磁浮飛行列車(chē)

中國航天科工集團公司正在研發(fā)高速飛行列車(chē)，第 一階段達到1000 km/h，Z終達到4000km/h。這種飛行列車(chē)是利用超導磁浮技術(shù)減小摩擦阻力，在低真空大直徑管中實(shí)現超聲速飛行。按三步走戰略逐步實(shí)現：第 一步通過(guò)1000km/h，運輸能力建設區域性城際飛行列車(chē)交通網(wǎng)；第二階段達到2000km/h，建設國家超級飛行列車(chē)交通網(wǎng)；第三階段達到4000km/h，建設“一帶一路”交通網(wǎng)。

目前，高速飛行列車(chē)項目聯(lián)合了國內外20多家科研機構，組建了國內首 個(gè)國際性高速飛行列車(chē)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，已擁有相關(guān)領(lǐng)域的280多項專(zhuān) 利。這種磁浮飛行列車(chē)運行時(shí)所需的強大電流由超導高純鋁輸送，因此除制造車(chē)廂需要大量鋁材外，超導輸電系統還需用相當量的高純鋁導體。高純鋁導體是一類(lèi)高技術(shù)高 端產(chǎn)品，制備加工技術(shù)高于傳統工業(yè)純鋁導電體。

中國高速飛行列車(chē)項目研發(fā)基地設在武漢，將來(lái)很可能以武漢為中心形成四通八達的高速飛行列車(chē)網(wǎng)絡(luò )。中國還將大力推廣磁浮線(xiàn)的國際化，像高鐵一樣成為中國出口又一名 牌產(chǎn)品。長(cháng)沙磁浮線(xiàn)運營(yíng)后，成為中國鐵 路建設的又一絢麗名片，新加坡、德國、巴西等國家已先后派團前來(lái)考察。中國還準備出口高速磁浮列車(chē)，計劃2027年開(kāi)通運行磁浮中央新干線(xiàn)的日本東海濱旅客鐵 道公司也尋求出口美國磁浮鐵 路，可以預見(jiàn)，繼高鐵之后，中日兩國也會(huì )在國際市場(chǎng)上展開(kāi)磁浮鐵 路技術(shù)與建設領(lǐng)域的激烈競爭。

強大的鋁材

為磁浮列車(chē)快速發(fā)展作后盾

高鐵車(chē)輛主要是鋁合金打造的，磁浮列車(chē)車(chē)廂更應該用鋁材制造，站臺頂棚與車(chē)站建筑物也宜用鋁材建設。鋁材是制造車(chē)廂結構性?xún)r(jià)比Z佳的材料，當然將來(lái)也可能用一部分鋁基復合材料，因為車(chē)廂是全鋁的，越輕越好，越輕需要克服的重力使它浮起來(lái)的力就越小。除車(chē)廂鋁材外，建設鐵 路設施還需要相當量的建筑﹣結構鋁材，車(chē)廂內部裝修、空調、座椅與通風(fēng)系統等也主要是用鋁合金打造的，有些車(chē)輛是用永磁力浮起來(lái)的，如果用超導磁場(chǎng)浮起，則需要高純鋁線(xiàn)系統輸送電流。每節車(chē)廂需要采購鋁材的建筑﹣結構鋁材匡算質(zhì)量為45t/km。

● 車(chē)廂結構及建筑用的鋁材

常用的車(chē)廂鋁材有5005-0板材、5005-H14板材、5005-H18板材、5052-0板材、5083-0板材、5083-H112型材、6061-T6型材、6N01-T5型材、6063-T5型材、7N01-T4板材、7N01-T5型材、7003-T5型材。6N01與7N01是日本研發(fā)的新型合金，7N01合金成型于1969年，6N01于1980年面世。牌號中的N代表日本（Nippon）。磁浮車(chē)廂與高鐵、地鐵全鋁車(chē)廂用的鋁材及車(chē)廂結構也基本相同。

● 6N01合金

6N01合金是一種Al-Mg-Si系合金，其成分（質(zhì)量%）：Si0.40～0.9，Fe0.35，Cu0.35，（Mn Cr）0.50，Mg0.40～0.8，Cr0.30，Zn0.25，其它雜質(zhì)單個(gè)0.05，合計0.15，其余為Al。6N01合金是一個(gè)中等強度的擠壓合金，強度性能比6061合金的低；擠壓性能優(yōu) 秀，可擠壓截面復雜的型材；抗蝕性及表面處理性能良好；用于制造車(chē)輛、汽車(chē)、陸上構造物、船舶零部件。

6N01合金是一種熱處理可強化的合金；T5材料在線(xiàn)淬火后，在170℃～180℃人工時(shí)效8h；T6狀態(tài)材料固溶處理溫度525℃～535℃，人工時(shí)效（170～180）℃/8h。它的密度2.70g/cm3，固相線(xiàn)溫度652℃，液相線(xiàn)615℃，T5材料20℃時(shí)的熱導率188W/（m·℃）、電導率46%IACS，室溫時(shí)的典型力學(xué)性能見(jiàn)表1。

該合金T6材料的拉伸彈性模量68900MPa，剪切模量25800MPa，泊松系數0.33。6N01合金有良好的抗蝕性，實(shí)際上沒(méi)有應力腐蝕開(kāi)裂與剝落腐蝕；可焊性良好，擠壓性能優(yōu) 秀，可擠壓薄壁大型材，表面處理性能良好，但切削加工性能較低，因其強度不高。

● 7N01合金

7N01是一種Al-Zn-Mg-Mn系合金，與中國的7B05合金相當，其成分（質(zhì)量%）：Si0.30，Fe0.35，Cu0.20，Mn0.20～0.7，Mg1.0～2.0，Cr0.30，Zn4.0～5.0，Ti0.20，V0.10，Zr0.25，其它雜質(zhì)單個(gè)0.05，合計0.15，其余Al。合金有良好的可焊性，成形性能不好，切削性能不錯，表面處理性能良好，強度高，抗蝕性良，其它性能與美國7005合金相當，用于制造車(chē)輛、陸上結構物的零部件。7N01是一種熱處理可強化的變形鋁合金，退火溫度約415℃，半成品的固溶處理溫度約450℃。T4狀態(tài)的時(shí)效處理工藝，室溫1個(gè)月以上，T5、T6狀態(tài)的處理工藝：約120℃×24h。

7N01合金在25℃時(shí)的密度2.78g/cm3，液相線(xiàn)溫度620℃～650℃，20℃～100℃的線(xiàn)脹系數23.6×10-6/℃，室溫下的力學(xué)性能見(jiàn)表2。合金的抗蝕性尚可，但有應力腐蝕開(kāi)裂傾向，T4材料對甘汞電極的自然電位為-940.0mV，在3.5%NaCl溶液中的孔蝕電位為-919.6mV，T6材料對甘汞電極的自然電位為-951.5mV，在3.5%NaCl溶液中對甘汞電極的孔蝕電位為-814.6mV。其它性能與美國7005合金的相當。

結束語(yǔ)

中國己是全 球磁浮線(xiàn)路、車(chē)廂技術(shù)研發(fā)、建設、營(yíng)運等方面的領(lǐng)跑者，所需的各種建設材料中國都自供有余。筆者希望京廣澳、滬深等超 高速（600km/h）磁浮線(xiàn)路能爭取在2035年以前投入運營(yíng)，并加強中低速與高速磁懸浮技術(shù)與線(xiàn)路建設的出口，特別是對“一帶一路”沿線(xiàn)地區的出口，大力研發(fā)兩三個(gè)各項性能均優(yōu)于6N01及7N01的磁浮車(chē)廂結構擠壓鋁合金產(chǎn)品，以及適合600km/h速度的專(zhuān)用鋁合金產(chǎn)品。

過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)技術(shù)
吉林升降機械有限公司是制造液壓升降平臺的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，企業(yè)創(chuàng )立至今，已有十多年的制造史，經(jīng)過(guò)長(cháng)期對液壓升降平臺的研制和探索，積累了豐富的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗，創(chuàng )造出高品質(zhì)的產(chǎn)品。
◇ 齊全的產(chǎn)品種類(lèi)
二十多年，我公司長(cháng)期致力于液壓升降平臺的研制和開(kāi)發(fā)，不斷的改進(jìn)和創(chuàng )新企業(yè)的產(chǎn)品，現有產(chǎn)品：升降機,升降貨梯,升降平臺,小型升降平臺,小型升降機,電動(dòng)升降機,液壓升降機,導軌式升降機,施工升降機,剪叉式升降機等。
◇ 高質(zhì)量的產(chǎn)品
我公司 產(chǎn)品根據“中華人民共和國機械行業(yè)標準 JB/T 9229.1(2/3)-1999) ”制造。高質(zhì)量的產(chǎn)品是企業(yè)發(fā)展的根本，在嚴把質(zhì)量關(guān)的同時(shí)，產(chǎn)品的每個(gè)部件都選自國內優(yōu)秀企業(yè)，還可根據客戶(hù)要求采用 指定品牌 部件。只有不斷的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，才能滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，企業(yè)也得以發(fā)展。
◇ 良好的信譽(yù)
“信譽(yù)”作為中國企業(yè)走向世界的準入證，是市場(chǎng)經(jīng)濟的血管和命脈。一直以來(lái)，“信譽(yù)”代表了代表了我 公司 的市場(chǎng)名譽(yù)，得到了廣大客戶(hù)的認可，并被 長(cháng)春市人民政府 局授予“ A 重合同、守信用企業(yè)”。
◇ 優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)
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