Aluminiumlegierung auf Schienenfahrzeugen

Der Schienenverkehr ist ein wichtiges

Transport in China, das eine äußerst wichtige Rolle in der Entwicklung der sozialistischen Wirtschaft spielt. Schienenfahrzeuge sind das Transportmittel, das Personen und Güter im Schienenverkehr befördert. Als Hauptglied in der Eisenbahn, mit der rasanten Entwicklung der Eisenbahn, verbessern sich Schienenfahrzeuge weiter in Richtung Leichtgewicht, und die Anwendung von Aluminiumlegierungsmaterialien ist eine wichtige Maßnahme, um ihr geringes Gewicht zu fördern. Dieses Papier diskutiert die Anwendung von Aluminiumlegierungen auf Schienenfahrzeugen.

1 Eigenschaften der Aluminiumlegierung

Aluminium ist ein Leichtmetall mit geringer Dichte, etwa 1/3 der von Stahl. Das Hinzufügen eines oder mehrerer Elemente zu Aluminium stellt eine Aluminiumlegierung dar. Im Vergleich zu Aluminium hat die Aluminiumlegierung mehr Festigkeit und Härte, bessere physikalische und mechanische Eigenschaften, gute Haltbarkeit, einfache Verarbeitung und ein breites Anwendungsspektrum. Im Vergleich zu kohlenstoffarmem Stahl kann seine Festigkeit besser sein als bei einigen legierten Stählen. Entsprechend den hinzugefügten Legierungselementen können Aluminiumlegierungen in Aluminium-Mangan-Legierung, Aluminium-Kupfer-Magnesium-Legierung, Aluminium-Kupfer-Legierung usw. unterteilt werden. Verschiedene Arten von Aluminiumlegierungen haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche. Jetzt analysieren wir ihre Hauptmerkmale im Detail.

1) Geringes Gewicht. Die Dichte von Aluminium beträgt 1/3 der von Stahl. Die Karosserie aus Aluminiumlegierung ist 30% leichter als die aus Stahl und realisiert die Nachfrage nach Leichtigkeit.

2) Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Heutzutage sind die meisten Aluminiumlegierungen, die in verschiedenen industriellen Strukturteilen verwendet werden, 6061-T6, das zur "Ai mg Si" -Serie gehört. Seine mechanischen Eigenschaften sind stabil und ausgezeichnet, was für den technischen Einsatz geeignet ist.

3) Gute Korrosionsbeständigkeit. Wenn eine Aluminiumlegierung der Luft ausgesetzt ist, kann sich auf der Oberfläche ein feiner Oxidfilm bilden, der Korrosion effektiv verhindern kann. Daher hat es im Vergleich zu anderen Materialien eine bessere Korrosionsbeständigkeit, eine lange Lebensdauer und niedrige Betriebs- und Wartungskosten. Experimente zeigen, dass unter den häufig verwendeten Aluminiumlegierungsmaterialien AI mg 5083 eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, gefolgt von AI mg Si.

Extrusionseigenschaften. Die Materialien des AI mg SI-Systems haben gute Extrusionseigenschaften, während das AI mg-System und das AI mg SI-System schlechte Extrusionseigenschaften aufweisen. 6005b und 6005c haben die Spannungsrissbeständigkeit in Wanddickenrichtung der Legierung 7N01 verbessert, die immer häufiger eingesetzt wird.

2. Anwendungsvorteile der Aluminiumlegierung auf Schienenfahrzeugen

1) Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung, förderlich für den Umweltschutz. Auf der Grundlage des geringen Gewichts kann die Aluminiumlegierung auch die Anforderungen der Sicherheit in der Festigkeit erfüllen. Bei Hochgeschwindigkeitszügen ist der beste Weg, das Fahrzeug zu erleichtern, die Erhöhung des Aluminiumanteils, der in der Fahrzeugkarosserie verwendet wird.

2) Bequem für die Verarbeitung und Herstellung. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt des Produktionsprozesses für Aluminiumlegierungen und der Fahrzeugherstellungstechnologie aus Aluminiumlegierungen wird der Herstellungsprozess der Karosserie aus Aluminiumlegierung stark vereinfacht und der Fertigungsaufwand wird relativ reduziert. Es muss nicht entfernt werden, kann recycelt werden, ist einfach zu pflegen und ist für die Verarbeitung und Herstellung förderlicher. Es eignet sich auch für verschiedene Oberflächenbehandlungen. Es kann die Oberfläche der Aluminiumlegierung färben und sprühen, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und die Oberfläche der Karosserie schöner zu machen.

3) Der Preis ist moderat. Der Preis für Aluminiummaterialien ist hoch, und die Fahrzeugherstellungskosten für Aluminiumlegierungsmaterialien sind gestiegen. Aufgrund der Eigenschaften des leichten Gewichts hat die Aluminiumlegierung jedoch die Erhöhung der Transportkapazität, die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Senkung der Wartungskosten für Schienenfahrzeuge mit sich gebracht. Darüber hinaus haben Fahrzeuge aus Aluminiumlegierung einen höheren Recyclingwert. Unter dem Recyclingwert von verschrotteten Fahrzeugen sind Stahlfahrzeuge 100%, während Aluminiumfahrzeuge 480% ausmachen. Daher haben Fahrzeuge aus Aluminiumlegierung hohe umfassende Vorteile, einen moderaten Preis und angemessene Kosten.

Gute Sicherheitsleistung. Die Karosserie aus Aluminiumlegierung hat eine Profilstruktur, und ihre Steifigkeit ist viel besser als die eines gewöhnlichen Kohlenstoffstahlautos, so dass sie einer größeren mechanischen äußeren Kraft standhalten und tödliche Verletzungen der Passagiere im Auto vermeiden kann. Darüber hinaus hat Aluminiumlegierungsmaterial auch eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit und Lichtbogenbeständigkeit. Im Vergleich zu Stahl hat es eine bessere Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitung. Diese Eigenschaften machen die Karosserie aus Aluminiumlegierung zu einer besseren Sicherheitsleistung.

3 Anwendungsstatus der Aluminiumlegierung auf Schienenfahrzeugen

Hohe Geschwindigkeit, Energieeinsparung, Komfort, Sicherheit und Umweltschutz sind die Hauptziele der heutigen Verkehrsentwicklung. Als bevorzugtes Material für die Leichtbauentwicklung hat die Aluminiumlegierung viele unvergleichliche Vorteile, so dass sie immer häufiger in Schienenfahrzeugen eingesetzt wird. In den letzten Jahren wurden Hochgeschwindigkeitszüge, Hochgeschwindigkeits-Magnetpads und neue Hybridstrukturfahrzeuge mit einer Geschwindigkeit von mehr als 300 km / h eingesetzt, was die bessere Entwicklungsperspektive der Aluminiumlegierung gefördert hat. Heutzutage ist die Produktion und Herstellung von Karosserien aus Aluminiumlegierungen weltweit zum allgemeinen Trend der Entwicklung des städtischen Schienenverkehrs und des Schienenverkehrs geworden. Die Passagierkapazität und das Logistikvolumen des Schienenverkehrs in China sind die ersten weltweit. Die Entwicklung der Karosserie aus Aluminiumlegierung in China begann jedoch spät. Changchun Railway Passenger Car Co., Ltd. entwickelte 1989 die erste U-Bahn-Karosserie aus Aluminiumlegierung, baute 2001 Chinas erste automatische Schweißlinie aus Aluminiumlegierung und entwickelte Chinas erste Magnetschwebebahn,

In der Folge haben die Fahrzeugfabrik Nanjing Puzhen, die Fahrzeugfabrik in Tangshan und die Fabrik für Elektrofahrzeuge in Zhuzhou sukzessive Produktionslinien zur Herstellung von Karosserien aus Aluminiumlegierungen eingerichtet. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der chinesischen Transportindustrie, der Geburt der "Harmonie" und der kontinuierlichen Entwicklung des städtischen U-Bahn-Transits erscheinen Karosserien aus Aluminiumlegierung immer mehr im Leben der Menschen. Das Eisenbahnministerium hat ausländische fortschrittliche Produktionstechnologie eingeführt, um die Leapfrog-Entwicklung der Eisenbahn zu realisieren. Zum Beispiel hat der Betrieb der Hochgeschwindigkeitsbahn Peking Guangzhou und der Hochgeschwindigkeitsbahn Peking Shanghai eine große Marktnachfrage nach Fahrzeugen aus Aluminiumlegierung geschaffen, die Entwicklung der Karosserieherstellungstechnologie aus Aluminiumlegierung in China weiter vorangetrieben hat. Da sich die Herstellung von Karosserien aus Aluminiumlegierungen noch in der Phase der rasanten Entwicklung befindet und es kein vollständig ausgereiftes Technologieanwendungssystem gibt, gibt es auch einige technische Probleme.

Frage. Heutzutage hinkt die Entwicklung von Aluminium-Schienenfahrzeugen der Automobiltransportbranche weit hinterher. Aufgrund des langen Innovationszyklus von Aluminiumprodukten und der langen Lebensdauer von Eisenbahnwaggons ist der Verifikationszyklus von Karosserie und Autoteilen lang. Insgesamt ist die Verwendung von Karosserien aus Aluminiumlegierungen auf dem Transportmarkt weitaus geringer als in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilverkehr und in einigen zivilen Märkten. Gleichzeitig stellen die hohe Auslastung und die hohe Geschwindigkeit des Schienenverkehrs auch höhere Anforderungen an die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von bahntechnischen Bauteilen. Heutzutage kann die Verwendung von Hochgeschwindigkeitszugbremsscheiben und Lichtbogenspritzen zur Reparatur von Eisenbahnbrücken eine gewisse Verschleißfestigkeit, Rutschfestigkeit und Korrosionsschutz erreichen.

Erosionseffekt. Darüber hinaus gibt es viele technische Probleme bei der Anwendung von Aluminiumlegierungen in Schienenfahrzeugen. Zum Beispiel werden die meisten Teile der Schienenfahrzeugkarosserie durch Stanzen geformt, und Risse treten leicht auf, wenn Aluminiumblech durch Stanzen von Stahlblech gestanzt wird. Die meisten Karosseriewerkstücke werden durch Schweißen zusammengebaut, aber das Schweißen von Aluminium ist schwieriger als das von Stahl. Die geschweißte Oberfläche muss glatt sein, und die Teile müssen elektrophoretisch und besprüht sein.

4 Anwendungsentwicklung von Aluminiumlegierungen auf Schienenfahrzeugen

Heutzutage haben Länder auf der ganzen Welt eine große Anzahl von menschlichen, finanziellen und physischen Forschungen über Aluminiummaterialien für Fahrzeuge und einige neue Technologien und Prozesse organisiert, insbesondere im Walzprozess, im Extrusionsprozess, in der Materialintegration, im großen Maßstab und im Hohlraum sowie in verschiedenen speziellen Eigenschaften, Behandlungsmethoden, Kombinationsmethoden, Materialmischmethoden, Oberflächenbehandlung usw., Förderung der Entwicklung von Eisenbahnaluminiumwerkstoffen in Richtung hoher Standards, Hohe Leistung, Energieeinsparung und Umweltschutz auf einem neuen Level.

Gegenwärtig, mit der kontinuierlichen Entwicklung des Schienenverkehrs und der Vertiefung des Betriebstests von Fahrzeugen aus Aluminiumlegierungen, müssen wir umfangreichere experimentelle Forschungen durchführen, einige fortschrittliche Technologien und zugehörige Ausrüstung angemessen einführen und sie in unsere eigene Erfahrung und technische Nutzung umwandeln. Gleichzeitig ist es notwendig, die technische Forschung und Entwicklung von Aluminiumlegierungsmaterialien zu stärken, um die umfassende Leistung von Aluminiumlegierungsmaterialien effektiv zu verbessern, wie z.B. die Integration einiger neuer Prozessmethoden, die Einführung von Sprühumformung und anderen Prozessen, die Senkung der Herstellungskosten und die Stabilisierung der Produktqualität. Darüber hinaus ist es notwendig, die Forschung auf dem Gebiet der Schweißprozess- und Steuerungstechnik zu verstärken, um die Schweißqualität, nur die Materialien und die Herstellung zu verbessern.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie können wir eine vernünftigere Fahrzeugstruktur erforschen. Gegenwärtig ist China immer noch auf Importe in einigen wichtigen Fertigungstechnologien angewiesen, daher müssen wir die Forschung auf dem Gebiet der Technologie verstärken und die Lücke verkürzen. In Bezug auf die Wartung von Fahrzeugen aus Aluminiumlegierungen ist es notwendig, das Bewusstsein für Wartung und Umweltschutz unter den Aspekten Hersteller, Benutzer und Zuginspektion zu verbessern, strenge Prozesse zu formulieren, das Anwendungsmanagement von Fahrzeugen zu verbessern und den Schaden an Fahrzeugen aus Aluminiumlegierungen effektiv zu reduzieren.

5 Fazit

Die Anwendung von Wagenkästen aus Aluminiumlegierung ist der unvermeidliche Trend des Schienenverkehrs und der städtischen Schienenentwicklung. Aluminiumlegierung hat die Design- und Fertigungstechnologie von Schienenfahrzeugen aufgrund ihrer guten Leistung und vieler Vorteile auf ein neues Niveau gehoben. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Herstellung von Aluminiumlegierungen und der Anwendungstechnologie wird es zum Mainstream der Entwicklung und Anwendung moderner Eisenbahnen. Wir müssen ständig technische Forschung und Entwicklung betreiben, um die rasche Entwicklung der chinesischen Schienenverkehrsindustrie zu fördern.