¿Qué aluminio se utiliza para hacer el tren?

El aligeramiento de los vehículos ferroviarios, especialmente el aligeramiento de los automóviles de pasajeros de alta velocidad y de dos pisos y los trenes subterráneos, es el tema central de la modernización del transporte ferroviario, y la forma más efectiva de mejorar el aligeramiento de los vehículos es utilizar una gran cantidad de materiales de aleación de aluminio. Por lo tanto, cómo mejorar el grado de aluminización del vehículo se ha convertido en una tarea muy importante para el diseño de vehículos, los expertos en fabricación y los expertos en materiales.

Ya en 1986, la Corporación Nacional de Ferrocarriles de Francia utilizó por primera vez materiales de aleación de aluminio en los marcos de las ventanas de los vagones de pasajeros del ferrocarril. En 1905, el Reino Unido también utilizó aleación de aluminio para hacer los paneles de pared exterior y los materiales de decoración interior de los vagones eléctricos de ferrocarril. Desde 1905, los Estados Unidos han utilizado aleación de aluminio para fabricar puertas y ventanas, techos, paneles de pared exterior, tuberías de paredes interiores, bogies, núcleos de ruedas y materiales decorativos de automóviles eléctricos y automóviles de pasajeros a gran escala. Desde entonces, se ha expandido rápidamente a Italia, Alemania, Suiza, Canadá y otros países.

En 1962, el ferrocarril eléctrico Shanyang de Japón adoptó por primera vez el automóvil de estructura de aluminio, que se ha convertido en el foco de atención de todos los países del mundo. La tecnología de fabricación de vehículos ferroviarios de aleación de aluminio en Japón se ha desarrollado rápidamente. En la actualidad, los vehículos hechos de aleación de aluminio se han utilizado en 54 tipos de vehículos de 19 unidades operativas, como el ferrocarril nacional, el ferrocarril privado, el ferrocarril Shinkansen y el metro. El método de ensamblaje de todos los vehículos de aluminio cambia del proceso tradicional de recubrimiento de placas delgadas en el esqueleto a un nuevo método de ensamblaje de piezas extruidas a gran escala con las placas exteriores del esqueleto.

Con el rápido desarrollo de la economía nacional y la mejora continua del nivel de ciencia y tecnología, se presentan requisitos cada vez más urgentes para la ligereza del transporte ferroviario, que promueve en gran medida el proceso de todo el aluminio de los vehículos ferroviarios y los automóviles de pasajeros de dos pisos de alta velocidad. En los últimos años, especialmente desde la profundización de la reforma y la apertura,

Además de introducir tecnologías avanzadas de diseño y fabricación de todos los vehículos de estructura de aluminio y vehículos metropolitanos de aleación ligera de aluminio del extranjero, China está organizando colegios y universidades, institutos de investigación científica y fábricas para desarrollar automóviles de pasajeros de alta velocidad, automóviles de pasajeros de dos pisos y vehículos metropolitanos, y ha logrado logros significativos. Se puede esperar que con el desarrollo de la industria del transporte de China, especialmente el desarrollo del ferrocarril de alta velocidad, los vehículos ferroviarios de doble capa y el transporte subterráneo, se abra una amplia carretera para el desarrollo y la aplicación del aluminio en la industria del transporte.

Aplicación específica de aleación de aluminio en la estructura de la carrocería del automóvil: la primera producción por lotes de vehículos de estructura de aluminio fue el tranvía del metro de Londres en 1952. En 1962, el tranvía de aluminio de 2000 del ferrocarril eléctrico de Shanyang apareció en Japón. Desde entonces, el ferrocarril eléctrico de Shanyang, el ferrocarril estatal y el ferrocarril privado compitieron para usar vehículos de aleación de aluminio. En la década de 1980, había 40 tipos de vehículos de estructura de aluminio en Japón, con más de 4000 vehículos. En la actualidad, hay más de 5000 vehículos de estructura de aluminio en el mundo. Estos vehículos hacen pleno uso de las características originales de la aleación de aluminio: peso ligero, alta resistencia, buena procesabilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión, apariencia hermosa, etc., mientras que el tamaño básico, la forma y el método de fabricación están de acuerdo con los vehículos tradicionales de estructura de acero. La principal desventaja de este vehículo de estructura de aluminio es que la rigidez disminuye en proporción a la reducción de peso.

Para adaptarse al ferrocarril de alta velocidad, reducir el cambio de presión en el túnel y evitar la vibración del centro de pasajeros, se desarrolla el vehículo de estructura fija, es decir, el cuerpo de estructura de aleación de aluminio del Shinkansen japonés 2000. En comparación con el vehículo tradicional, su tamaño es casi similar, pero su configuración es completamente diferente. Aprovechando las características de alta resistencia específica y buena procesabilidad de la aleación de aluminio, los miembros estructurales están dispuestos en los extremos superior e inferior de la estructura lateral para mantener la misma rigidez y reducir su peso.

El desarrollo de materiales de aleación de aluminio y grandes perfiles extruidos allana el camino para la modernización estructural y el peso ligero de los vehículos ferroviarios, y la modernización estructural y el peso ligero de los vehículos ferroviarios plantean nuevos problemas y aumentan la potencia para el desarrollo y la aplicación de materiales de aluminio. En términos de materiales, los vehículos ferroviarios tienen altos requisitos en propiedades mecánicas, conformabilidad de procesamiento, resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y rendimiento de soldadura. Por lo tanto, de acuerdo con diferentes componentes, diferentes usos y diferentes partes, se seleccionarán las aleaciones de la serie 5000 (como 5005, 5052, 5083, etc.), la serie 6000 (como 6061, 6n01, 6005A, 6082, 6063, etc.) y la serie 7000 (como 7N01, 7003, 7005, etc.).

Desde la década de 1950 hasta la década de 1960, los vehículos ferroviarios generalmente se ensamblaban y soldaban con panel exterior de aleación 5083, esqueleto y plataforma 7N01. Sin embargo, en los últimos años, debido a los requisitos de estandarización ligera a gran escala (doble capa) y de alta velocidad y construcción y mantenimiento simplificados de vehículos ferroviarios, así como al desarrollo exitoso de paneles de pared integrales a gran escala y perfiles huecos complejos de paredes delgadas, se ha promovido la aplicación de perfiles extruidos a gran escala en vehículos ferroviarios. Los complejos perfiles de paredes delgadas utilizados en paneles de pared integrales a gran escala y secciones huecas de vehículos ferroviarios se producen en las extrusoras a gran escala anteriores. Esta gran extrusora, equipada con cilindros de extrusión planos, puede producir perfiles huecos porosos complejos de paredes delgadas con un ancho de 600 mm, una altura de 60 mm, un grosor de 3 mm y una longitud de más de 20 mm.

Estos perfiles extruidos de precisión integral a gran escala se ensamblan mediante soldadura por puntos de resistencia y soldadura por arco blindado con gas inerte, lo que ahorra en gran medida horas de trabajo y reduce el peso. Además, la rigidez general, la rigidez local y la resistencia a la fatiga de las piezas soldadas son equivalentes a las de las estructuras de acero.

Por lo tanto, este material estructural de aluminio ideal crea condiciones favorables para la modernización de los vehículos ferroviarios.

Aplicación de materiales de aluminio en otras partes distintas de la carrocería del automóvil

En 1975, Japón utilizó perfiles extruidos a gran escala para hacer las vigas de soporte de la carrocería del automóvil y la plataforma taller en los vehículos Shinkansen tipo 200. Hace logros notables en el peso ligero de las piezas del carro.

Las llantas de aleación de aluminio se aplican a la placa central de la rueda de los vehículos ferroviarios a lo largo de la costa de la bahía de Fulangsi en los Estados Unidos, lo que reduce en gran medida el peso del vehículo. En otras aplicaciones, hay cajas de rodamientos de aleación de aluminio, cajas de engranajes, marcos de ejes de bastidor y bielas entre la carrocería del automóvil y el carro. Debido al peso ligero, el peso de cada caja de rodamientos se reduce de 73 kg a 28 kg. Además, en los vehículos ferroviarios tipo almohadilla magnética mlu001 y mlu002, el panel exterior está hecho de aluminio duro, el marco trasero está hecho de aluminio 7N01, la ranura exterior de electromagnetismo superconductor también está hecha de aleación de aluminio estructural 5083 y aleación 1100 de baja resistencia, y las bobinas de gas eléctricas para almohadillas magnéticas y propulsión guía están hechas de aleación de aluminio, El intercambiador de calor del congelador de licuación de helio, que desempeña un papel importante en la superconductividad, está hecho de paneles de pared hueca de aleación de aluminio poroso.

Hay muchos tipos de piezas de aleación de aluminio utilizadas en el vehículo, y el peso total es considerable. Como 471 kg de piezas de decoración de interiores, 153 kg de placas decorativas, 334 kg de puertas y ventanas, 153 kg de piezas de equipos interiores, 190 kg de conductos de ventilación y amortiguadores, y 254 kg de dispositivos de control.