作者：郑晓敏
现在，凡是速度大于200 km/h的高铁车辆与磁悬浮车辆都已全铝化，其他轨道车辆厢体的铝化率也已超过40 %。但日本的高一些已达50%。轨道车辆是一个庞大的家族，包括：高速铁路，中、低速磁悬浮线，地铁，高架城轨，市域快轨，城际高速，市区单轨，磁悬浮车辆等。磁悬浮车辆不管速度高低都必须是铝的。单轨车辆有两种：悬挂式与骑跨式。
市域快轨交通是指大城市市域范围内的客运轨道交通线路，服务于城市与郊区（如北京城铁平公线，长67.6 km）、中心城市与卫星城、重点城镇间等，服务范围一般不超过100 km，在广义上它属城市轨道交通范畴，但是它的站距比一般市内地铁的长得多，通常为2 km—5 km，而一般市内地铁的仅1 km左右。地铁可以满足出行半径不大于50 km的乘客要求，城际和高铁的服务则大于100 km至几千千米，而50 km~100 km的运输则由市域快轨承担，它的最高速度可达160 km/h，既可以在高铁线路上跑，又能在地铁轨道上跑，被誉为“全能”市域快轨车。首列这种快轨车于2015年在中国北车长春客车生产基地进行了试跑，它的车身是用碳纤维复合材料与铝合金制造的，是中国首次用复合材料制造轨道车辆车身，取得了更好的减重效果，不过复合材料的价格比铝合金的高，零部件的制造加工工艺和维护检修也比铝合金的困难，报废零部件与整车身的回收几乎无法进行，而铝合金废件的回收率可达95%以上。
1 客运轨道交通用铝进入持续高速增长阶段
自2014年起中国经济发展进入新常态时期，也就是说在速度上迈进中高速时代，但是对轨道交通行业来说仍处于持续高速阶段，至少要到2030年。在此期间，随着轨道交通的发展，其装备制造用铝材的复合年均增长率( CAGR)当在22 %以上，这种增长可分为两阶段，2014年至2022年的为25%，2023年至2030年的为18%。驱动轨道交通用铝持续高速发展的动力来自两台引擎：“一带一路”战略的实施与推进；国内高速铁路网进入运营期与新建线路的推进，以及城市轨道交通大建设期到来的拉动。
“十三五”期间中国高铁仍处于高峰建设阶段，同时以区域大城市为中心的城际铁路建设也已进入高速阶段。过去的10年是中国高速轨道交通快速发展的10年，“四纵四横”高速铁路干线已成形，根据铁路“十三五”规划：到2020年，全国铁路营运里将达到14万km~15万km，其中高速铁路5万km—6万km，预计“十三五”期间高速铁路总竣工里程将达3.3万km，比“十二五”末的1.6万km翻1. 0625番，基本建成高速铁路网骨架。但国内高铁的建设还在紧锣密鼓地进行，例如长5 700 km的沿海大高铁正在作开工前的准备工作，它从大连出发，进人世界最长的渤海湾大隧道，在烟台爬出来，沿着黄海、东海、南海以350 km/h的高速滑行，达到广东海安又进入琼州海峡水下隧道，爬上地面后沿着海南岛东侧南下，直指终点站三亚，一路经过11个省市区。
目前，国内累计有38个城市的轨道交通线路获得国家发改委审批通过，截至2014年年底，中国22个城市已建成投运城市轨道交通线路101条，运营线路长度3 155 km。根据全国各省市城际轨道线路规划，到2030年预计建成运营线路约2万km。国内轨道交通的高速发展，为车用铝材的发展提供了广阔的发展空间，2014年国内轨道交通领域铝挤压材消费量为160 kt左右，2016年可达220 kt，2020年有可能超过330 kt。同时建设重点在中西部，80%的投资投向中西部高铁线路，重要的有：成堰铁路彭州支线、兰新第二双线、贵广铁路、成绵乐客专、成渝客专、长昆客专贵阳以东段。西部地区庞大的轨道交通建设投资将为车辆铝材与沿线铁路设施建设用铝材提供了极具潜力的消费市场。
在“一带一路”的国家战略引领下，轨道线路特别是高铁线路建设是走出去的先锋。“一带一路”战略构想将把东亚、东南亚、南亚、欧洲、非洲东部与南部的65个国家联系在一起。该地区总人口超过44亿，2013年的经济总量大于21.3万亿美元，分别占全球的63%和近30%，是世界跨度最大、覆盖面积最广的新兴经济带（图1）。相应的有3条高铁：一条为欧亚高铁，另一条为中亚高铁，第三条为（新）泛亚高铁。
中亚高铁与古老传奇的陆上“丝绸之路”重合，沿着它的痕迹前行，从新疆出境，取道吉尔吉斯坦、乌兹别克斯坦等中亚国家，经过伊朗，再到土耳其，最后抵达德国。此高铁的修建是为了快速运油。
欧亚高铁从伦敦出发，经巴黎、柏林、华沙、基辅，经过莫斯科后分成两支，一支进入哈萨克斯坦，另一支穿越西伯利亚，直奔哈巴罗夫斯克，而后进入中国的满洲里。
（新）泛亚高铁是覆盖东南地区的高铁网络，从昆明出发，途经越南、缅甸、柬埔寨、泰国、马来西亚等国，最后低达新加坡，而向西的那条则直指向印度。泰国已通过2条铁路建设，计划投资7 414亿泰铢，约合人民币1 430亿元，可于今年开工建设，将通过老挝与中国连接。泛亚高铁有3条方案都要经过泰国，目前经过老挝的中线由中国投资兴建，已于2014年破土动工，可通过京哈-哈牡绥高铁到达俄罗斯。
中国对这些中亚、泛亚高铁线路都进行了勘探与规划，现在正与一个国家一个国家谈，由中方出资金与技术，用修高铁来置换当地资源，比如中亚的石油与天然气、矿产品等。
这三条国际大通道的建设对外和对内都有重大的经济发展意义。
它的对外发展意义：第一，通过高铁直接与印度洋沿岸的吉大港、加尔各答等相连，以更便捷、安全方式将各种资源运回来，成本也更低；第二，强化北京、西安、成都、昆明等城市与东南亚、南亚各大城市的经贸活动与文化、科技交流；第三，通过东北高铁网与俄罗斯远东地区互联互通，进一步与日本海经济圈的经贸交流与合作；第四，通过泛亚高铁网建设，输出高铁技术参与邻国重大交通基础投资建设，并带动铁路沿线地区的开发与投资。
对内的发展作用巨大：一是京昆、京沈高铁贯通后可将西部经济与东北经济板块联为一体，使得我国的开发战略从沿海地区转向内地，是继沿海、沿江、京广之后的又一个重要成长地带；第二，这两条高铁沿线分布着北京和7个省会城市，并包括一批老工业基地，在未来培育强国支柱型产业如军工产业、大型装备制造业、精密仪器和自动化装备业以及战略性新兴产业方面均具有很突出的优势；三是通过新乏亚高铁与现有的“四纵四横”高铁网联通；交汇地区中心城市沈阳、太原、西安、成都、昆明可发挥更大的区域辐射影响力；可以进一步提升哈尔滨、昆明等边境地区中心城市的综合枢纽地位和门户辐射影响力。这些高铁项目的建设将拉动铝需求的较大幅度上升，在2025年前的总需求量可达2 000 kt以上。
现在是中国企业走出去的大好时机，应借“一带一路”这股千载难逢的强劲东风，加大走出去的力度，把高端装备、高端加工材料——半成品、各种各样的可以出口的产品输出去，而把我们需要的能源与资源换回来，合作互利。现在也是已在国内做大做强的企业成为世界又大又强企业的最佳时机。进入新世纪以来，中国有色金属产业如中国五矿集团公司、中国有色集团公司、中国铝业公司、恩菲公司、南山铝业公司、魏桥铝电有限公司、忠旺集团铝业有限公司等在走出“国门”方面做了许多工作，取得相当大的成就。
2 全球可挤压车体大型材的挤压机
这里所指的可挤压轨道车辆车体大型铝型材挤压机是挤压力不小于90 MN的，或者说是指挤压力不小于100 MN级的挤压机。截至2016年12月全世界投产的这类大挤压机68台，中国还有1台250MN的挤压机在建（表1、表2）。
3 中国客运轨道车辆车体铝型材的深力口工
对轨道车辆车体铝型材进行深加工就是将其制成车体模块或白车甚至可上路的车辆或编组列车，对车体铝型材进行深加工是中国铝加工业的一大特点，日本、美国和德国都没有这么干。对车辆铝型材进行深加工有很多优点，如：可以大大提高铝材的附加值，提升铝加工企业的经济效益；可加速废铝循环，提高废料品质，降低废料运输成本；降低车辆制造成本；推广铝材应用。
制造客运轨道车辆不但需要应用大型材，而且还要用一些板材、箔材、管材、锻件等，还要用一些中小型材制造门窗、行李架、装饰件、贮柜、推车等等。每辆车这类材料的采购质量约2.5 t。
截至2015年，中国可制造铝合金轨道车辆整车和／或模块的企业，除中国中车有限公司的长春客车股份有限公司、唐山车辆有限公司、四方车辆股份有限公司、浦镇车辆有限公司、株洲电力机车车辆有限公司等外，还有一批铝型材生产企业也加入此行列：吉林麦达斯铝业有限公司、利源精制股份有限公司、忠旺控股有限公司、南南铝加工有限公司、明泰铝业有限公司、中铝．萨帕特种铝型材（重庆）有限公司、丛林集团铝业公司等。
2015年中车有限公司铝合金机车与车辆匡算生产能力可达8 000辆/a，铝加工企业这两类产品2017年匡算生产能力也可能达到此数。因此，2017年全国客运轨道车辆铝合金车辆的生产能力不会低于15 000辆/a，如果全部达产（这是不可能的）需要大型材（每辆4t计算）60 kt，而中国不小于90 MN挤压机的生产能力近590.5 kt/a，几乎为车辆匡算需求量的8倍多，实乃匪夷所思，不过有挤压力不小于90 MN的挤压机52台，每台匡算生产能力为10 kt/a却是铁的事实。因此，再建拥有这类大挤压机项目的投资者宜慎之又慎，但是在市场经济条件下，即使生产能力大量过剩，只要产品有无可争辩的市场竞争力，有稳定的销售渠道，可获得合理的利润，那就可以建。
3.1 辽宁忠旺集团铝合金车体制造厂
辽宁忠旺集团有限公司创建于1993年1月，经过22年的专业化发展，现已成为全球最大的单一铝材挤压企业，2015年拥有93条挤压生产线、22条熔铸线、36条表面处理生产线、模具设计制造能力10万套/a。从2011年起，忠旺集团在原有工业铝挤压产品业务基础上延伸至深加工领域，深加工中心已于2013年投产，主导产品为交通运输工具，可分为两类：一类为汽车类，如全铝消防车、半挂车、油罐车等；另一类为轨道车辆车体。
忠旺深加工是当前世界最大的，已投产的生产线有：车体（厢）总成线，底架生产线，托盘生产线、特种汽车生产线等。各生产线零部件生产、组装与管理都已基本智能化与环保化，机械加工设备、组装焊接设备与大型工装从奥地利、德国、意大利、法国等国家与台湾省引进。其中：SAF焊机5台、福尼斯焊机45台、OTC焊机21台、双机台龙门焊机1台，IGM龙门自动焊机5台、数控加工中心2台、变位机3台、水刀1台、莫比亚五轴加工中心2台、松下机器人自动焊12台、吊车33台、焊接烟气抽吸净化系统18套。车厢部件生产能力2 000 t/a。2014年1 1月车体制造厂又引进3台综合加工中心机床，以满足不断增加的生产加工需要，它们由操作系统、控制系统、加工系统等组成，有高效的综合加工能力。操作系统由控制面板和机械操作面板组成。操作者可通过人机界面，根据生产需要调整工艺参数，快速准确地执行程序，顺利完成加工任务。此外，它们还具有先进的主轴旋转、调速等加工功能，对一些特种工件也能实现高精加工。
机器人托盘自动焊接生产线于2014年全面贯通投产，由10组机器人组成，每组2个机械焊接手臂和1个搬运手臂组成，焊接效率高，焊缝品质优秀。焊接过程产生的烟尘由抽吸系统吸走送人净化处理系统，净化后再排人大气。整个生产过程均由机器人完成，达到了自动化与智能化，仅需几个工作人员对生产过程进行监督巡视。
辽宁忠旺集团深加工中心2013年在公司本部所在地投产的精深加工车间成功地开发出了一批交通运输轻量化新产品，如铝合金消防车、垃圾车、高寒高铁车厢厢体、半挂车等，其后铝合金精深加工有限公司又于2014年7月与辽阳市人民政府就在河东新城投资建设铝合金精深加工项目合作事宜举行了签约仪式。忠旺铝合金精深加工有限公司是忠旺集团新组建的一个分公司。铝材的精深加工代表着铝加工产业未来发展的方向，也是忠旺集团正在大力发展的产业。
目前铝材精深加工产业尚受到规模化程度不高等因素的制约，因此扩大产能、开展新的项目合作就显得非常必要。辽阳市政府非常重视铝加工业的发展，在河东新城建有铝材精深加工区。此次铝材精深加工项目的成功签约，可给双方带来更为密切的合作关系，促使双方在铝材精深加工方面向新的方向发展。
忠旺集团天津项目二期主要内容为精深加工，可以肯定它将是全球最大与最先进的铝加工企业的铝材精深加工厂。
3.2郑州中车轨道交通装备有限公司
该公司是明泰铝业有限公司与原南车四方车辆‘厂、郑州控股有限公司、荥阳城投有限公司共同出资6亿元成立的合资企业，铝合金轨道车辆生产能力500节/a。公司有55 MN、75 MN、110 MN的3条挤压生产线（太原重工股份有限公司设计制造）的挤压车间与一个生产与组装车厢的车间，后者的部件加工中心和多功能工业机器人全部引进。明泰铝业公司2013年11月与南车集团四方机车车辆厂签订了战略合作协议，后者向明泰公司提供高速动车组车体铝型材焊接、加工技术，将明泰铝业公司培育成为合格的有竞争力的车体铝型材供应商，并有车厢总成能力。中车轨道交通装备有限公司挤压材生产能力20 kt/a，其中车体大型材的为5 kt/a，厂址在郑州市荥阳市，南明泰铝业公司经营管理。
车体制造车间采用引进的高速龙门加工中心和多功能工业机器人焊接装备，加工中心配置五轴联动高级数控系统，可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。
3.3利源精制股份有限公司的机车车辆制造基地
吉林利源精制股份有限公司位于辽源市，为了生产轨道铝合金机车与车辆，从德国梅尔公司引进5台挤压机：160 MN、100 MN、60 MN、45 MN、36 MN的各1台。建设了一个铝合金机车与车辆制造车间与一个电子产品深加工车间，为了加工这些高精复杂的零件引进了约300台套装备，轨道车辆制造组装车间引进30多台套大型5轴CNC龙门加工中心、数控焊机与高度自动化的摩擦搅拌焊生产线。
利源精制有限公司建了两个各200 m长的挤压车间，一个安160 MN的挤压机，另一个安100 MN的挤压机，车间内装有空调系统，可以满足高速轨道车辆大挤压型材生产的各种条件，型材的最大长度28m，型材的各项性能与尺寸偏差指标全面满足欧洲的ICE、TGV型车辆，日本的新干线(Shinkansen)车辆，中国CHR和谐号车辆车体大型材的要求。公司车辆生产的高速机车参加了上海2014年铝展览会，受到各界人士的连声称赞。这是中国铝加工企业也是全世界铝加工企业生产的首台铝合金高速铁路机车。利源精制有限公司制造的铝合金高速机车及车辆用的铝型材长达28 m。
利源精制股份有限公司为了进一步提升材料深加工水平，增强盈利能力，更有利于提高公司的自主创新能力，进一步提升公司的综合实力与国内、国际市场的竞争力，将投资42.3亿元，与日本三井物产金属公司建设天津利源轨道车辆制造有限公司，位于滨海高新区未来科技城的天津利源厂区。利源精制公司负责所需土地、装备方面的投资，而三井物产金属公司提供日本轨道车辆制造技术人员，以及轨道车辆制造的完整技术、设计、自动化系统等资料与技术信息，同时负责整车在国内外市场上的销售与推广宣传。
这个项目建成后，可形成生产能力：动车组400辆/a，铝合金城轨地铁400辆/a，不锈钢城轨地铁200辆/a，同时新增铝型材深加工产品50 kt/a，如材料利用率按85%匡算，可消化铝挤压材近60 kUa。
2015年4月28日利源精制股份有限公司与沈阳市沈北新区签约，将投资50亿元在沈北新区建设铝合金车辆制造及铝型材深加工项目，将重点建设铝合金高铁、地铁、城铁、磁悬浮、城际轨道客车，铝合金货车及铝型材深加工产品等。年产轨道铝合金车辆1500辆、铝型材深加工成品10 kt。项目计划2015年开工，2018年竣工，全部达产后，预计销售收入250亿元/a，纳税约50亿元/a。
这些项目全部建成后，利源精制股份有限公司可是全世界铝加工产业最大的轨道车辆制造者，可与中国中车股份有限公司的长春客车公司、株洲机车车辆公司试比高。
3.4南车铝材精密加工项目2014年9月30日投产
由南车集团株洲机车车辆有限公司与南南铝加工有限公司合资的南宁南车铝材精密加工有限公司一期工程已于2014年9月30日竣工，生产轨道车辆铝合金部件（模块），产量可满足120辆车/a的需求。产品已在深圳地铁1号线扩编项目、南车长江公司C80铁路货车项目、南宁地铁l号线项目车辆制造中获得应用，南南铝加工有限公司生产的轨道车辆铝型材正在快速融人中国中车公司的产品配套链，南宁已成为中车公司打造优势产业、吸纳优势资源、布局广西、搭上“一带一路”顺路车、座上“一带一路”顺风船的桥头堡，可在东盟、东南亚轨道线路建设与车辆制造中发挥着不可或缺的作用。
3.5 中铝萨帕特种铝材（重庆）有限公司一期竣工
该公司位于重庆市九龙坡区西彭，占地面积71 342 m2，总建筑面积33 825 m2，是中国铝业公司与瑞典格朗吉斯（Granges，原名萨帕铝业公司）公司的合资企业，一期利用西南铝业（集团）有限责任公司的80 MN挤压机，生产轨道车辆大型材与航空航天铝挤压材。二期与三期项目将根据市场情况于今后适当时候建设，公司的经营管理由格朗吉斯公司负责。
4 铝合金轨道车辆制造需闯三关
在生产轨道车辆大型材与用其制造车体时需过三关：一是合金关，应有满足各项性能、适合挤压与焊接的铝合金；二是挤压的又大又长(28 m~30m)的车体中空薄壁型材应有严格的稳定的符合标准要求的尺寸偏差，特别是侧弯偏差，拼接缝隙应又窄又稳定，便于焊接；三是便于搅拌摩擦焊接( FSW)。
4.1轨道车辆铝合金
车体由底板（由几块大挤压型材焊成）、侧墙、顶板、端墙组成，车厢内装有座椅、空调系统、门窗、卫生设施、照明系统、电视、行李架、隔声隔热材料等。车体和台车带有制动器和连接器。车辆质量就是这些系统零部件质量的总和。车体、座椅架、行李架、门窗、空调系统等等都是用铝合金制造的。几乎所有的铝材都用了，其中挤压材约占74%，平轧材约占23 %，压铸件、铸件与锻件的用量还不到3%。在所用的挤压铝材中，需用不小于90 MN挤压机挤压的约占45%，其余的55%可用挤压力小于90 MN的挤压机生产。制造轨道车辆车体用的铝合金的性能见表3。
在所用的合金中，5005、5052、5083、6061、6063都属常规铝合金，6N01与7N01铝合金是日本为制造交通运输装备研发的，牌号中的“N”代表日本( Nippon)。5005、5052铝合金是常用的综合性能良好的板带合金，有优秀的加工成形性能，阳极氧化性能上乘，是制造车辆内部装饰件的良好材料，多以薄板形式应用；5083铝合金也是一种常规的通用5x××铝合金，多以厚板形式用于制造运输装备，如高铁机车钣金件与船舶、车辆、压力容器、油罐、低温容器等。6061．6063铝合金是应用最广的老合金，当前的产量占全球铝材总产量的30 %以上，它们都是美国铝业公司发明的，前者于20世纪30年代定型，后者于1945年诞生，当时的牌号分别为61S及63S。
6N01铝合金的成分（质量分数／%）：0. 40~0.9Si、0. 35Fe、0.35Cu、0.50Mn、0.40～0.8Mg、0.30Cr、0. 252n、0.OITi，其他杂质单个0.05、合计0.15，其余为Al。7N01铝合金的成分（质量分数／%）：0. 30S1、0. 35Fe、0.20Cu、0.20～0.7Mn、1.0～2.OMg、0.30Cr、4.0~5.OZn、0.20T1、0.10V、0.252r，其他杂质单个0. 05、总计0.15，其余为Al。
中国在用7N01铝合金生产轨道车辆挤压型材方面取得了可喜的成就：2013年中铝公司研制完成的高速列车结构件用铝合金材料填补了国内空白，整体技术达到国际先进水平，该成果形成了具有自主知识产权高速列车结构用可焊7N01铝合金材料的工业化生产技术，并实现稳定批量生产，成功用于制造高速列车车体底架减震器座、枕梁与牵引梁连接件等，改变了中国轨道交通用7N01铝合金材料需进口的状况，为中国高速铁路的快速发展提供了技术支撑，7N01铝合金还可用于制造其他轨道车辆零件；7N01铝合金是一个典型的Al-Zn-Mg系中强可焊合金，挤压性能好，焊接系数高，主要用于制造CRH2及其衍生车型的主要车体承力零部件，不过该合金有一定程度的应力腐蚀敏感性，此外，由于高铁运行环境特殊，对铝材的疲劳性能、断裂韧性、焊缝力学性能都有更高一些的要求。
南南铝加工有限公司经过较长时间的研发，批量生产出各项性能均优于从日本进口材料的7N01铝合金车体大型材。该公司采用先进的铝合金熔铸生产线，使7N01铝合金熔体品质优于航空航天标准的，利用公司现有的多级控温均匀化处理炉与航空级Al-Zn-Mg-Cu合金T7751状态材料专用的积分时效炉，结合第二相形核自由能的计算结果，制订了有自主知识产权的热处理工艺与形成了7N01铝合金型材稳定生产的品质管理体系，生产出性能优秀的7N01铝合金型材，经多方权威机构的严格检测分析，所生产的7N01-T5铝合金车体中空大型材的力学性能、疲劳强度、焊接接头抗腐蚀性能与日本材料的相当，而其抗应力腐蚀开裂性能与抗剥落腐蚀性能，以及断裂韧性却优于进口材料的。
西南铝业（集团）有限责任公司在研发声屏障板和铝合金轴箱体模锻件等高铁专用高技术含量材料方面成就斐然，走在高铁材料技术开发的前沿，2008年成功地锻出第一种铝合金轴箱体模锻件，2%年又与高校合作制成性能更好的新规格模锻件，它们分别用于速度300 km/h和350 km/h的高速铁路车辆箱体中。西南铝业（集团）有限责任公司生产的铝合金声屏障板在京沪高铁建设中获得广泛应用。
可以根据轨道列车的运营速度将车辆车体铝合金分为三代：第一代为常规合金6061、6063与5083铝合金，列车速度小于200 km/h，用于制造城市轨道车辆的车厢体；第二代合金是用于制速度200 km/h~ 350 km/h高铁车辆厢体的，如6N01、7N01、5005、6005A、7003、7005铝合金等；第三代合金是正在改进和研发的合金，如含钪(Sc)的合金，用于制造速度350 km/h—450 km/h列车的车辆车体。钪是优化铝合金性能最为有效的合金化元素。可以毫不夸张地说，制造高铁车辆所需要的铝材，从顶部受电弓用的无缝管材到底架用的锻件材料中国都能提供，所用的种种零部件中国都能制造。
在此须指出的是，在设计轨道车辆时，必须考虑车辆报废后的回收和利用，铝在结构用的金属材料中具有最高的可回收率。轨道车辆铝合金以5×××系、6×××系、7×××系铝合金为主，前两系合金废料具有一定的相容性，而与后者不相容。因此，为了提高废料品质和经济效益，在设计车辆时，所有零部件最好用同一系合金制造，中策是用前两系合金，下策是三者全用。可是实际情况并没有这么简单与理想。日本曾在20世纪末发起了一场“一类合金运动( monoalloy movement)”，旨在轨道车辆制造中仅用6×××系铝合金，不用7N01铝合金。然而研究结果表明，该情况仅适用于速度不大于120 km/h的市域轨道车辆。对速度更快的特别是高速列车车体不适用，虽然它的绝大多数零部件可以用6×××系铝合金制造，但是底架大型材必须用中强可焊的7N01铝合金制造，方能胜任特有的载重和高速行车状态。研发力学性能与7N01铝合金的相当或高一些的6×××系铝合金或5×××系铝合金乃当务之急，而其制造成本应是可以接受的。
4.2轨道车辆挤压材的力学性能与尺寸偏差
只要严格遵守操作规程生产与精心操作，所生产的轨道车辆挤压铝材的各项性能与尺寸偏差完全可以满足欧盟标准EN755.2、EN755.3、EN7554、EN755—5、EN603一3等与国标GB/T 3191、GB/T 4436、GB/T 4437.1、GB/T 4437.2、GB/T 6892等的要求。但中国的大型材的侧弯偏差还较大，仍须努力。
4.3车体部件的搅拌摩擦焊(FSW)
铝合金车体制造关键技术主要有机械加工、冲压成形、焊接组装等。机械加工主要包括小件加工、长大铝型材加工、侧墙等大部件组焊后整体加工。小件加工和大铝型材加工主要为焊接坡口及孔眼（缺口）的加工，侧墙组焊后整体加工主要是窗口加工。在此仅介绍搅拌摩擦焊的一些简要情况。
随着现代焊接技术的不断发展和应用，新的焊接法在车辆制造中获得了广泛的应用，如激光焊( Laser Welding)与搅拌摩擦焊(FSW)，特别是后者已成为国外车体零件连接的主要工艺，但在国内尚未成为主流，不过可喜的是，中铝萨帕特种铝材（重庆）有限公司的车体模块制造已全部采用FSW，并将原在上海的超长大型搅拌摩擦焊生产线搬迁到重庆工厂。
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所( TWI)于20世纪90年代初首次提出的理念并取得专利，1993年提出进行实验研究计划，萨帕铝业公司积极参与此项工作，1994年进行了第一次试验，取得了比预想效果好得多的结果，1999年有2台生产性搅拌摩擦焊接生产线投产，2003年欧洲一些企业安装了若干台此类焊机，稍后美国航空航天局与日本日立公司也先后从瑞典引进了此装备与技术；2005年上海萨帕铝业公司首台搅拌摩擦焊机投产，2007年又投产了一台，2%年一台超长的此类焊机投产，此后军工部门引进了2台用于试验与生产，至2015年中国投产的搅拌摩擦焊机已有约85台。
搅拌摩擦焊的原理及结构见图2。用耐热合金制成的搅拌棒（针，特形指棒）插入被焊的两块连接缝，在高速旋转下与铝基体接触产生剧烈摩擦，摩擦热足以使铝基体达到半熔状态。当搅拌棒在焊缝中向前进走时，两边受摩擦加热已达到半熔状态的铝在搅拌的继续作用下，因变形抗力显著降低而沿着旋转的搅拌棒产生塑性流动，随着搅拌棒的移动，棒后的流动铝因热量失散被急冷而形成焊缝。
搅拌摩擦焊接头形式见图3。中国的原北车、南车集团下属的客车厂、机车车辆公司都从国外引进了搅拌摩擦焊技术生产线，吉林麦达斯铝业有限公司201 1年向上海航天设备制造总厂订购了1台大型搅拌摩擦焊机，利源精制股份有限公司从国外引进了此类焊机。上海航天设备制造总厂已完全掌握了此焊接技术及生产设备制造。另外，还得着重指出北京赛福斯特技术有限公司在推广此技术方面的突出贡献，它成立于2002年，是中国首家专业化的英国焊接研究所的搅拌摩擦焊接技术授权公司，已成功开发出约70套此种设备，在国内的各个工业领域获得了成功的应用。
与其他焊接工艺相比，搅拌摩擦焊具有一系列的优点：焊接温度未达到铝合金的熔点，通常不高于580℃，不会熔化，但大大软化，因而焊缝有比母材更细化的再结晶组织，焊缝几乎与母材在同一平面上，它们的力学性能几乎相等；焊缝既可呈直线形也可以为其他形状；对于裂纹敏感的铝合金，也不必采取特别的措施就可以施焊；无须填充金属和保护气体，成本比传统方法的低一些；不必开口和焊前处理；焊接速度高于熔化极惰性气体保护电弧焊( MIG)的；焊接变形量小，仅为MIG法的十二分之一；可以焊接所有的变形铝和／或铸造铝合金；能焊接异种金属，如铜与铝；热影响区( HAZ)性能比熔化焊的高；与传统的熔焊法相比，搅拌摩擦焊温度低，变形小，没有凝固裂纹，是焊接铝合金的现代化的最佳工艺，可以顺利地焊接那些难熔焊的、易产生焊接裂纹的超强铝合金和铝一锂合金等。不过焊接量少的单位不宜采用搅拌摩擦焊，因为它的设备投资量较大；现在可用此法焊接厚达75 mm的工件；良好的形状和尺寸偏差；自动化程度高，可重复性高，可重复生产；少或根本无需预焊；低检查成本；环保，无有害气体、无弧光、无噪声；焊接后无需矫正。搅拌摩擦焊在各国的高技术部门都已得到应用。1996年美国麦道公司用此法生产德尔塔火箭燃料贮箱，波音飞机公司1998年引进搅拌摩擦焊机，用于焊接航天器部件。中国轨道客车车体和模块制造、铝型材的深加工都可以广泛采用搅拌摩擦焊连接。
5 全铝打造的中低速磁悬浮列车
1924年磁悬浮列车理念被提出后，近百余年来人类曾致力于借助磁悬浮解决列车高速运行问题。近些年来，具有静声、零排放、较大载客量、低造价的中低速磁悬浮列车研发异军突起。目前，世界上只有极少数国家掌握这一技术，而中国在这一领域居世界领先水平。世界上首条商业磁悬浮线2013年在上海投入运营，从德国引进，往返于龙阳路一浦东机场，第一条中低速磁悬浮Sl线2016年年底将在北京建成投产。
上海浦东机场一龙阳路线的建设技术与机车、列车车辆全是从德国引进的，而北京首条磁悬浮Sl线的一切技术、材料与装备全是中国产的与有自主知识产权的。
磁悬浮列车的研发已经历了三代，目前中低速磁悬浮列车是第四代，这种最新的磁悬浮列车设计速度最大为100 km/h；由于磁悬浮列车是靠底下的磁装备系统发出的磁力克服车的重力（重量）将车托起，始终离轨面10 mm，在空中“飞”着的向前，要求车的重量越小越好，越轻越易“飞”起来。所以必须用密度小的轻质材料制造车辆，在当前的技术条件下，可人选的材料只有铝和复合材料，虽然复合材料的密度比铝的小，但铝的综合经济效益还是比复合材料的高一些。为此，铝合金成了制造磁悬浮车辆的最佳材料。
中低速磁悬浮列车将成为最具发展潜力城市轨道交通、城域轨道交通甚至城际轨道交通的工具。因为它的优点很多：没有轮、轨接触，运行起来非常宁静，如轻风拂面；能开进居民小区，无烟尘排放；载客量大，一辆6节车厢的列车的载客量可超过600人；2016年年底将在Sl线上跑的中低速磁悬浮列车的直流磁场强度对人体的影响小于正常看电视时的，交流磁场强度对人体的影响小于使用电剃须刀时的；使用车厢宽度3m，比一般地铁列车宽一些，短一些，因为列车是浮着跑，不会有明显的震动，可以满足站立需要；中低速磁悬浮列车的最高速度可达160 km/h，但出于安全考虑，真正的行驶速度为40 km/h~ 60 km/h，站间距1.5 km—2 km；它的造价比铁路的低1/3，比轻轨的低1/4，比地铁的则低得多，它的最小转弯半径只有50 m，爬坡力强，能够绕着建筑物或者山体灵活运行，能够开进城市居民小区。
株洲电力机车有限公司与西南交通大学、株洲电力机车研究所合作研制的首列中低速三节编组的列车，自2012年1月20日下线以来在试运转中一直正常，达到了设计的预期目标，完全具备投入实际运营能力。这列“磁悬浮”圆润的车体装饰着“中国红”腰线，车内装备着软座席、落地窗、暗花不锈钢扶手，暖色调大贯通车厢内的气氛如同大型民航客机的机舱。
中低速磁悬浮列车兼顾了环保、经济、安全和舒适性，在人口密集的城市和对环保要求很高的风景名胜地区有着广阔的用武之地。中国首条北京磁浮Sl线于2015年4月l3日全面开工，从门头沟到苹果园全长10 236 m，只需10 min，有高架车站8座。
2012年以来，北京控股集团下设的北控磁悬浮公司在研发生产第四代中低速磁悬浮列车，瞄准这个轨道交通的“红海”大力抢占市场，借助北京市轨道Sl线建设契机，在京郊建设北京轨道交通车辆生产厂。争取到2015年形成年建设线20 km、制造200辆的产业化能力，暂不涉及高铁、轻轨等项目，以避免与南车、北车的传统业务直接展开竞争。
6 结束语
铝材加工企业大规模生产轨道车辆车体模块和／或车体甚至车厢和机车是中国铝加工产业的一大特点，有利于提高企业效益和加速废料循环。今后15年至25年，在“一带一路”战略理念和中国城镇化高速发展的推动下，中国轨道车辆制造业进入了前所未有持续高速发展期，2030年前的复合年均增长率可达30%，2015年对挤压材的需求量可达130 kt，对板材需求量38 kt（采购量）。这个采购量包含中国为国内及出口用的轨道车辆与机车用的各种铝材，以及为修建铁路建设的车站及其他设施所需要的种种铝材，预计2025年对挤压材的需求量约1 800 kt，平轧产品的需求量约480 kt。
在轨道车辆制造用的挤压铝材中，约有45 %需用不小于90 MN挤压机生产，约55%的可用挤压力不大于85 MN的挤压机生产。
在中国制造铝合金轨道车辆时，当下95%以上的连接件是用MIG法（金属极惰性气体保护法）焊的，用FSW法焊的还不到5%，实际上FSW法的优点远比MIG法的多，是当前最先进的铝及铝合金焊接工艺。为什么中国还未推广FSW法呢？主要原因是：该工艺和MIG工法在设计焊口时不兼容，按FSW焊工艺设计的焊口不适合MIG焊的，反之亦然，因此FSW的应用受到很大制约；其次，中国生产的大型材的侧弯偏大，比日本及德国生产的大得多，难以满足FSW工艺要求，不过这种状态已发生了根本性的改变，FSW定会在中国轨道车辆制造中全面的推广应用。只要在FSW技术领域上达到格朗吉斯铝业公司的水平，我们在铝合金轨道车辆制造方面与发达国家的差距就完全消除了，全面超过了日本日立公司的水平与德国相关企业的水平。
推广铝在非高速客运轨道车辆中的应用仍然任重道远，铝在磁悬浮车辆与速度大于200 km/h的高速车辆制造中的应用不用去推广，为了减小车辆的净质量，它们会尽可能提高铝化率，但在非高速车辆制造方面的情况就不一样，2014年中国这类车辆的铝化率在41%以上，其余车辆的用材有低合金化碳素钢、不锈钢、复合材料，中国首列“全能”市域快轨车辆于2015年4月在长春轨道客车股份有限公司下线，在制造材料上首次采用了碳纤维、铝一镁合金等。所谓“全能”市域快轨车是指在高铁、地铁轨道上都能跑，最高速度160 km/h，车内无卫生间与给水设备。市域快轨交通指的是大城市市域范围内的客运轨道交通线路，服务于城市与郊区、中心城市与卫星城、重点城镇间，服务范围一般在100 km内，市域快轨交通属于广义城市轨道交通范围。它的线路长度比一般市内地铁线的长度长一些，目前世界最长地铁线路是北京10号线，全长57 km，一般市内地铁线路长度仅10 km~ 20 km。市域快轨线路的平均站距比一般市内地铁的长得多，为2 km～5 km，而一般市内地铁的站距仅1 km左右。
跨座式单轨列车有“空中小火车”的美称，有跨座式与吊挂式的。它们都是通过单根轨道来支撑、稳定和导向，是车体骑跨或吊挂在轨道梁上运行的铁路，但不同于轻轨的钢轨钢轮系统，而属于胶轮系统，噪声很低，适应性强，转弯半径小，爬坡能力极强，可穿越高楼大厦的底层，可在不宜建地铁的区域建设，速度可达60 km/h。重庆市已建成2条这样的城轨，北京正准备建一条，今年开工，2016年建成通车，起于石景山福寿岭，止于丰台花乡，全长近25km.，21站，俨然一条空中游览线路。
现在轨道车辆用铝合金有5×××系的、6×××系的，还有7×××系的，因为后者含锌，其废料与前两系合金不相容，因此研制其综合性能与性价比超过7N01铝合金的5×××系铝合金或6×××系铝合金是铝工业面临的严峻挑战，高等院校、研究院所与有条件的大型铝加工企业宜在这方面多做些工作。
7摘要：2015年中国高铁运营里程已达到15 000 km，高铁，磁悬浮与中低速磁悬浮车辆已经全部铝化，其他城市轨道车辆的铝化率也已达到40%。将铝材深加工成车辆是中国铝加工业所特有的。介绍了中国客运轨道交通的发展状况及轨道车辆车体铝型材深加工的生产概况。
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