Aleación de aluminio en vehículos ferroviarios

El transporte ferroviario es importante

transporte en China, que juega un papel extremadamente importante en el desarrollo de la economía socialista. Los vehículos ferroviarios son el medio de transporte que transporta pasajeros y mercancías en el transporte ferroviario. Como enlace principal en el ferrocarril, con el rápido desarrollo del ferrocarril, los vehículos ferroviarios continúan mejorando hacia el peso ligero, y la aplicación de materiales de aleación de aluminio es una medida importante para promover su peso ligero. Este documento discute la aplicación de la aleación de aluminio en vehículos ferroviarios.

1 Características de la aleación de aluminio

El aluminio es un metal ligero con baja densidad, aproximadamente 1/3 de la del acero. Agregar uno o varios elementos al aluminio constituye una aleación de aluminio. En comparación con el aluminio, la aleación de aluminio tiene más resistencia y dureza, mejores propiedades físicas y mecánicas, buena durabilidad, fácil procesamiento y amplio rango de aplicación. En comparación con el acero bajo en carbono, su resistencia puede ser mejor que algunos aceros aleados. De acuerdo con los elementos de aleación agregados, las aleaciones de aluminio se pueden dividir en aleación de manganeso de aluminio, aleación de aluminio y cobre y magnesio, aleación de aluminio y cobre, etc. Diferentes tipos de aleaciones de aluminio tienen diferentes características y alcance de aplicación. Ahora analizamos en detalle sus principales características.

1) Peso ligero. La densidad del aluminio es 1/3 de la del acero. La carrocería del automóvil hecha de aleación de aluminio es un 30% más ligera que la hecha de acero, lo que se da cuenta de la demanda de peso ligero.

2) Excelentes propiedades mecánicas. Hoy en día, la mayoría de las aleaciones de aluminio utilizadas en varias piezas estructurales industriales son 6061-T6, que pertenece a la serie "Ai mg Si". Sus propiedades mecánicas son estables y excelentes, lo que es conveniente para el uso de ingeniería.

3) Buena resistencia a la corrosión. Cuando la aleación de aluminio se expone al aire, se puede formar una película de óxido fino en la superficie, que puede prevenir eficazmente la corrosión. Por lo tanto, en comparación con otros materiales, tiene una mejor resistencia a la corrosión, una larga vida útil y un bajo costo de operación y mantenimiento. Los experimentos muestran que entre los materiales de aleación de aluminio comúnmente utilizados, AI mg 5083 tiene una buena resistencia a la corrosión, seguido de AI mg Si.

Propiedades de extrusión. Los materiales del sistema AI mg SI tienen buenas propiedades de extrusión, mientras que el sistema AI mg y el sistema AI mg SI tienen propiedades de extrusión deficientes. 6005b y 6005c han mejorado la resistencia a la corrosión por tensión en la dirección del espesor de la pared de la aleación 7N01, que se utilizará cada vez más ampliamente.

2.Ventajas de aplicación de la aleación de aluminio en vehículos ferroviarios

1) Ahorro y reducción del consumo de energía, propicio para la protección del medio ambiente. Sobre la base de la ligereza, la aleación de aluminio también puede cumplir con los requisitos de seguridad en resistencia. Para los trenes de alta velocidad, la mejor manera de aligerar el vehículo es aumentar la proporción de aluminio utilizado en la carrocería del vehículo.

2) Conveniente para el procesamiento y la fabricación. Con el progreso continuo del proceso de producción de aleación de aluminio y la tecnología de fabricación de vehículos de aleación de aluminio, el proceso de fabricación de la carrocería de automóvil de aleación de aluminio se simplifica enormemente y la carga de trabajo de fabricación se reduce relativamente. No necesita eliminación de óxido, se puede reciclar, es fácil de mantener y es más propicio para el procesamiento y la fabricación. También es adecuado para diversos tratamientos superficiales. Puede colorear y rociar sobre la superficie de la aleación de aluminio para mejorar su resistencia a la corrosión y hacer que la superficie de la carrocería del automóvil sea más hermosa.

3) El precio es moderado. El precio de los materiales de aluminio es alto, y el costo de fabricación de vehículos de materiales de aleación de aluminio ha aumentado. Sin embargo, debido a las características de peso ligero, la aleación de aluminio ha traído consigo el aumento de la capacidad de transporte, la reducción del consumo de energía y la reducción del coste de mantenimiento de los vehículos ferroviarios. Además, los vehículos de aleación de aluminio tienen más valor de reciclaje. Entre el valor de reciclaje de los vehículos desguazados, los vehículos de acero son del 100%, mientras que los vehículos de aluminio son del 480%. Por lo tanto, los vehículos de aleación de aluminio tienen altos beneficios integrales, precio moderado y costo razonable.

Buen rendimiento de seguridad. La carrocería del automóvil de aleación de aluminio es de estructura de perfil, y su rigidez es mucho mejor que la del automóvil de acero al carbono ordinario, por lo que puede soportar una mayor fuerza externa mecánica y evitar lesiones fatales a los pasajeros en el automóvil. Además, el material de aleación de aluminio también tiene una excelente resistencia al fuego y resistencia al arco. En comparación con el acero, tiene una mejor conductividad térmica y disipación de calor. Estas características hacen que la carrocería de aleación de aluminio del automóvil tenga un mejor rendimiento de seguridad.

3 Estado de aplicación de la aleación de aluminio en vehículos ferroviarios

La alta velocidad, el ahorro de energía, el confort, la seguridad y la protección del medio ambiente son los principales objetivos del desarrollo del transporte actual. Como material preferido para el desarrollo ligero, la aleación de aluminio tiene muchas ventajas incomparables, por lo que se utiliza cada vez más ampliamente en vehículos ferroviarios. En los últimos años, se han puesto en uso vehículos ferroviarios de alta velocidad, almohadilla magnética de alta velocidad y nuevos vehículos de estructura híbrida con una velocidad de más de 300 km / h, lo que ha promovido la mejor perspectiva de desarrollo de la aleación de aluminio. Hoy en día, en todo el mundo, la producción y fabricación de carrocerías de aleación de aluminio se ha convertido en la tendencia general del desarrollo del transporte ferroviario urbano y el transporte ferroviario. La capacidad de pasajeros y el volumen logístico del transporte ferroviario en China son los primeros en el mundo. Sin embargo, el desarrollo de la carrocería de aleación de aluminio en China comenzó tarde. Changchun Railway Passenger Car Co., Ltd. desarrolló la primera carrocería de metro de aleación de aluminio en 1989, construyó la primera línea de producción de soldadura automática de aleación de aluminio de China en 2001 y desarrolló el primer tren maglev de China,

Posteriormente, la fábrica de vehículos Nanjing Puzhen, la fábrica de vehículos Tangshan y la fábrica de vehículos eléctricos zhuzhou han establecido sucesivamente líneas de producción para producir gradualmente carrocerías de automóviles de aleación de aluminio. Con el desarrollo continuo de la industria del transporte de China, el nacimiento de la "armonía" y el desarrollo continuo del transporte ferroviario del metro urbano, las carrocerías de automóviles de aleación de aluminio aparecen cada vez más en la vida de las personas. El Ministerio de Ferrocarriles ha introducido tecnología de producción avanzada extranjera para realizar el desarrollo del ferrocarril. Por ejemplo, la operación del ferrocarril de alta velocidad beijing Guangzhou y el ferrocarril de alta velocidad Beijing Shanghai ha establecido una gran demanda de mercado para vehículos de aleación de aluminio, ha promovido aún más el desarrollo de la tecnología de fabricación de carrocerías de automóviles de aleación de aluminio en China. Al mismo tiempo, debido a que la fabricación de la carrocería de aleación de aluminio todavía está en la etapa de rápido desarrollo y no hay un sistema de aplicación de tecnología completamente maduro, también hay algunos problemas técnicos.

Pregunta. Hoy en día, el desarrollo de vehículos ferroviarios de aluminio está muy por detrás de la industria del transporte de automóviles. Debido al largo ciclo de innovación de los productos de aluminio y la larga vida útil de los vagones de ferrocarril, el ciclo de verificación de la carrocería y las piezas de automóviles es largo. En general, el uso de carrocerías de aleación de aluminio en el mercado del transporte es mucho menor que en el sector aeroespacial, el transporte de automóviles y algunos mercados civiles. Al mismo tiempo, la carga pesada y la alta velocidad del transporte ferroviario también plantean requisitos más altos para la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de los componentes de ingeniería ferroviaria. Hoy en día, el uso de discos de freno de tren de alta velocidad y pulverización por arco para reparar puentes ferroviarios puede obtener cierta resistencia al desgaste, antideslizante y anticorrosión.

Efecto erosión. Además, hay muchos problemas técnicos en la aplicación de aleación de aluminio en vehículos ferroviarios. Por ejemplo, la mayoría de las partes de la carrocería del vehículo ferroviario están formadas por estampado, y las grietas son fáciles de aparecer al estampar la placa de aluminio estampando la placa de acero; La mayoría de las piezas de trabajo de la carrocería se ensamblan por soldadura, pero la soldadura de aluminio es más difícil que la del acero. La superficie soldada debe ser lisa, y las piezas deben ser electroforéticas y rociadas.

4 Desarrollo de la aplicación de la aleación de aluminio en vehículos ferroviarios

Hoy en día, los países de todo el mundo han organizado un gran número de investigaciones humanas, financieras y físicas sobre materiales de aluminio para vehículos y algunas nuevas tecnologías y procesos, especialmente en procesos de laminación, procesos de extrusión, integración de materiales, a gran escala y huecos, así como diversas propiedades especiales, métodos de tratamiento, métodos de combinación, métodos de mezcla de materiales, tratamiento de superficies, etc., Promover el desarrollo de materiales de aluminio ferroviarios hacia altos estándares, alto rendimiento, conservación de energía y protección del medio ambiente a un nuevo nivel.

En la actualidad, con el desarrollo continuo del transporte ferroviario y la profundización de la prueba de operación de los vehículos de aleación de aluminio, necesitamos llevar a cabo una investigación experimental más extensa, introducir adecuadamente algunas tecnologías avanzadas y equipos relacionados, y transformarlos en nuestra propia experiencia y uso técnico. Al mismo tiempo, es necesario fortalecer la investigación técnica y el desarrollo de materiales de aleación de aluminio para mejorar efectivamente el rendimiento integral de los materiales de aleación de aluminio, como la integración de algunos nuevos métodos de proceso, la adopción de la formación por pulverización y otros procesos, la reducción de los costos de fabricación y la estabilización de la calidad del producto. Además, es necesario fortalecer la investigación sobre el proceso de soldadura y la tecnología de control para mejorar la calidad de la soldadura, solo los materiales y la fabricación.

Con el desarrollo continuo de la tecnología de fabricación, podemos explorar una estructura de vehículo más razonable. En la actualidad, China todavía depende de las importaciones en algunas de las principales tecnologías de fabricación, por lo que necesitamos aumentar la investigación sobre tecnología y acortar la brecha. En términos del mantenimiento de vehículos de aleación de aluminio, es necesario mejorar la conciencia del mantenimiento y la protección del medio ambiente desde los aspectos de los fabricantes, usuarios e inspección de trenes, formular procesos estrictos, mejorar la gestión de aplicaciones de los vehículos y reducir efectivamente el daño a los vehículos de aleación de aluminio.

5 Conclusión

La aplicación de carrocerías de aleación de aluminio es la tendencia inevitable del transporte ferroviario y el desarrollo ferroviario urbano. La aleación de aluminio ha promovido la tecnología de diseño y fabricación de vehículos ferroviarios a un nuevo nivel debido a su buen rendimiento y muchas ventajas. Con el desarrollo continuo de la fabricación de aleaciones de aluminio y la tecnología de aplicación, se convertirá en la corriente principal del desarrollo y la aplicación del ferrocarril moderno. Debemos llevar a cabo constantemente investigación y desarrollo técnico para promover el rápido desarrollo de la industria del transporte ferroviario de China.