Aplicación de perfiles extruidos de aluminio en el campo del transporte ferroviario

El aluminio es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre. Los productos de aluminio se han convertido en el segundo material metálico más grande después del acero. Son ampliamente utilizados en la industria aeroespacial, el tránsito ferroviario, el automóvil, el barco, la estructura de ingeniería, la maquinaria electrónica, la industria petroquímica, la infraestructura y otros campos. Con la orientación de la política nacional y la enorme demanda del mercado, los perfiles extruidos de aleación de aluminio han desempeñado un papel importante en el campo del tránsito ferroviario en los últimos diez años debido a su peso ligero, resistencia a la corrosión, alta resistencia específica, fácil procesamiento y moldeo, costo moderado y otras ventajas, lo que ha promovido en gran medida el desarrollo de la industria y facilitado los viajes de las personas.

Perfiles extruidos de aluminio en el campo del transporte ferroviario

Ventajas del perfil de aluminio para la carrocería de vagones de tránsito ferroviario

Ya a mediados del siglo 20, Europa, América, Japón y otros países han comenzado a explorar el uso de perfiles de aluminio para fabricar vehículos ferroviarios para reemplazar el acero para reducir el peso. En la actualidad, los materiales de aleación de aluminio se han utilizado ampliamente en la mayoría de las carrocerías de trenes de tránsito ferroviario en el mundo. De acuerdo con el objetivo de reducción de peso y los requisitos de aerodinámica, la carrocería del tren de alta velocidad con una velocidad de más de 300 kilómetros por hora debe usar materiales livianos, y la carrocería del tren con una velocidad de más de 350 kilómetros debe usar materiales livianos excepto el chasis. Surgió el perfil de aluminio del tránsito ferroviario.

El desarrollo de la carrocería de perfil de aluminio en China comenzó en la década de 1990. En la actualidad, entre los cuatro tipos de CRH1, CRH2, CRH3 y CRH5 utilizados en las UME de ferrocarril dedicado a pasajeros, excepto que la carrocería de automóvil CRH1 está hecha de acero inoxidable, los otros tres tipos de carrocerías de automóviles EMU están hechas de aleación de aluminio. Los materiales utilizados para la fabricación de carrocerías de vagones de tránsito ferroviario incluyen principalmente acero al carbono, acero inoxidable, aleación de aluminio y materiales compuestos, de los cuales la aleación de aluminio es la más importante.

Y acero inoxidable. La Tabla 1 muestra la comparación del rendimiento de estos cuatro materiales. Se puede ver que las ventajas de rendimiento integrales de la carrocería de aleación de aluminio son obvias. Reducción de peso ligero, ahorro de energía y reducción de consumo. La densidad de la aleación de aluminio es de aproximadamente 2.7g / cm3, que es aproximadamente 1 / 3 de la del acero. Al mismo tiempo, tiene una buena combinación de resistencia, plasticidad y dureza. La aplicación de perfil de aluminio en la carrocería del tren no solo puede cumplir con los requisitos de seguridad de los pasajeros y comodidad de viaje, sino también reducir en gran medida el peso propio, el consumo de energía y la contaminación ambiental. Según las estadísticas, la aleación de aluminio utilizada en un vagón de tren es de aproximadamente 9 toneladas, y si se usa todo el acero, puede alcanzar las 12-13.5 toneladas; Además, por cada reducción del 10% en el peso del tren, el combustible se puede ahorrar en un 8%, y el efecto del ahorro de energía y la reducción del consumo es significativo. Fácil de procesar y dar forma, fácil de mantener. La aleación de aluminio tiene un excelente rendimiento de procesamiento y moldeo y rendimiento de soldadura del módulo. Con la mejora de la tecnología de procesos, algunas empresas en China tienen la capacidad de extruir y producir perfiles de sección grande, de forma especial, de paredes delgadas y huecos de más de 30 metros en un solo tiempo, y tienen un buen rendimiento. El procesamiento profundo del perfil de aluminio solo necesita blanking, ensamblaje y ensamblaje y soldadura de robots grandes. El mantenimiento posterior es simple, fácil de reemplazar, no se requiere eliminación de óxido, el proceso es simple y la carga de trabajo es pequeña [3].

Excelente resistencia a la corrosión. La superficie de la aleación de aluminio es fácil de formar una película de óxido uniforme y densa de forma natural, que tiene una excelente resistencia a la corrosión en el entorno atmosférico. Especialmente para algunos componentes con forma compleja y difíciles de pintar, la aleación de aluminio tiene ventajas más obvias. Si se utilizan anodizado, electroforesis, pulverización y otras tecnologías de tratamiento de superficies, la resistencia a la corrosión del perfil de aluminio se mejorará aún más, lo que es más beneficioso para prolongar la vida útil de la carrocería del tren.

Aislamiento acústico y reducción de ruido, bonito y generoso. El perfil de aluminio puede ser anodizado, coloreado y sellado, para que el perfil tenga diferentes colores, buena decoración y se vea solemne y generoso; Además, la estructura hueca del perfil de aluminio tiene un buen rendimiento de sellado, lo que es propicio para el aislamiento acústico, la reducción del ruido y el alto confort. El costo es moderado. En términos relativos, el precio del perfil de aluminio es alto y el costo de fabricación aumenta. Sin embargo, el perfil de aluminio se da cuenta de la ligereza de la carrocería del tren, y trae las ventajas de una mayor capacidad de transporte, un menor consumo de energía, un mantenimiento simple y un bajo costo. Además, el valor de reciclaje del cuerpo de aleación de aluminio cuando se desecha es aproximadamente 4.8 veces mayor que el del cuerpo de acero. Por lo tanto, desde la perspectiva del ciclo de vida, el costo de la carrocería de aleación de aluminio es moderado y económico.

En la actualidad, la aleación de aluminio utilizada para la fabricación de carrocerías de automóviles de tránsito ferroviario en China incluye principalmente las series 5xxx, 6xxx y 7xxx, de las cuales la serie 5xxx tiene tres grados de 5052, 5754 y 5083, la serie 6xxx tiene nueve grados de 6a01, 6005, 6005A, 6008, 6060, 6061, 6063, 6082 y 6106, y la serie 7xxx tiene cuatro grados de 7003, 7005, 7b05 y 7020, que se utilizan principalmente para la producción de pared lateral, techo, piso Underframe, viga de tracción, viga transversal, viga traviesa, faldón, pared final, piezas que absorben energía, cabina de equipo, decoración interior de la carrocería del automóvil y otros perfiles de carrocería de vagones de tránsito ferroviario, y la mayoría de ellos son perfiles grandes, de paredes delgadas, huecos y de forma especial. Con el desarrollo de la aplicación de material de carrocería de automóviles,

En China, las aleaciones 6a01 y 7b05 se utilizan principalmente para materiales de carrocerías ferroviarias de alta velocidad, mientras que las aleaciones 6005A y 6082 se utilizan principalmente para materiales de carrocerías de tránsito ferroviario urbano. Se estima que la demanda total de materiales de aluminio de los vehículos ferroviarios de pasajeros nacionales durante el 13º período del Plan Quinquenal es de aproximadamente 253000 toneladas, de las cuales la demanda total de materiales de aluminio de los vehículos ferroviarios de alta velocidad es de 132000-156000 toneladas, la demanda de ferrocarril interurbano es de 10000 toneladas y la demanda de ferrocarril urbano (incluido el maglev, maglev de media y baja velocidad, metro, tren urbano elevado, tren rápido urbano, monorraíl urbano, etc.) es de 72000 toneladas. Además, también se requieren algunos materiales de aluminio para la construcción de instalaciones en el automóvil, como portaequipajes, gabinete de almacenamiento, instalaciones sanitarias, sistema de aire acondicionado y ventilación, sistema de iluminación y comunicación, estación y otras instalaciones.