Applicazione della lega di alluminio nella leggerezza delle attrezzature di transito ferroviario

La lega di alluminio ha una serie di eccellenti caratteristiche come bassa densità, elevata resistenza e rigidità specifica, buona conduttività / conduttività termica, assorbimento degli urti e resistenza allo smorzamento, schermatura elettromagnetica e alto assorbimento di energia ad alta velocità di deformazione. Pertanto, è ampiamente utilizzato nel settore aerospaziale, nel transito ferroviario, nell'industria navale, nei prodotti elettronici 3C e in altri campi.

Applicazione della lega di alluminio nella leggerezza delle attrezzature di transito ferroviario

La lega di alluminio è il primo materiale per strutture metalliche utilizzato per le attrezzature di trasporto leggere. Allo stato attuale, il corpo del treno ad alta velocità in vari paesi ha fondamentalmente adottato il telaio in lega di alluminio. Inoltre, molte parti come il coperchio superiore della carrozzeria e la scatola del cambio sono state realizzate in alluminio.

La lega di alluminio è stata ampiamente utilizzata nei prodotti di attrezzature per il trasporto ferroviario in vari paesi a causa della sua leggerezza, resistenza alla corrosione e buona formabilità, principalmente includendo carrozzeria e parti con domanda leggera.

Carrozzeria in lega di alluminio

Lo sviluppo della tecnologia di produzione di profili in lega di alluminio su larga scala consente la modernizzazione dei treni e la leggerezza. Per i veicoli ferroviari, il peso della struttura del corpo rappresenta circa il 15% ~ 30% del peso dell'intero veicolo. Pertanto, la riduzione del peso del corpo è di grande importanza per l'accelerazione dei veicoli. In Giappone, è stato sviluppato il complesso profilo cavo poroso a parete sottile prodotto dalla lega 6n01 (cioè lega 6005) con migliori prestazioni di estrusione, prestazioni di saldatura e prestazioni di corrosione da stress, che ha sostituito con successo i profili 7N01 e 7003 ed è ampiamente utilizzato nella struttura del pavimento della carrozzeria, della piastra laterale e del tetto. In Europa e in America, il profilo estruso al-mg-si6005a con buone prestazioni di estrusione e processo di produzione semplificato viene utilizzato principalmente per la carrozzeria in lega di alluminio, che risolve efficacemente il problema della corrosione da stress sulla premessa di mantenere la resistenza. Inoltre, anche i profili estrusi 6061, 6063, 6082 e 6085 vengono gradualmente diffusi. In termini di piastra del corpo, la lega di alluminio deformata 5083 è la più utilizzata]. La ricerca sulla carrozzeria in lega di alluminio in Cina è iniziata tardi. Nel 1989, Changchun Bus Factory ha sviluppato il primo treno della metropolitana con corpo in lega di alluminio in Cina. Il corpo vettura adotta la struttura a trave della piastra, che ha un processo complesso e un costo elevato e non è stata resa popolare su larga scala. Nel 1996, l'ex Ministero delle Ferrovie ha organizzato lo sviluppo del corpo auto in lega di alluminio ice2 e ha prodotto il primo corpo auto in lega di alluminio a struttura mista in Cina, che ha promosso lo sviluppo tecnico di profili in lega di alluminio per veicoli da parte di imprese nazionali. Nel 2001, Changchun Bus Factory del gruppo CNR ha costruito la prima linea di produzione automatica di carrozzeria in lega di alluminio in Cina e ha sviluppato e prodotto carrozzerie in lega di alluminio di EMU (210 km / h), treni di prova ad alta velocità (270 km / h) e veicoli della metropolitana con materiali domestici. La fabbrica di materiale rotabile CSR Nanjing Puzhen, la fabbrica di locomotive elettriche Zhuzhou e la fabbrica di materiale rotabile CSR Tangshan hanno anche successivamente stabilito linee di produzione e hanno iniziato a produrre carrozzerie in lega di alluminio. Nel 2007, la carrozzeria in lega di alluminio di 300 km / h EMU (vedi Figura 1) progettata e prodotta in modo indipendente dalla locomotiva Qingdao Sifang e dal materiale rotabile Co., Ltd. è stata offline con successo. Fino ad ora, la tecnologia di ricerca e sviluppo e produzione della carrozzeria in lega di alluminio in Cina si è classificata tra le avanzate al mondo ed è ampiamente utilizzata nelle attrezzature di transito ferroviario come l'EMU e il treno della metropolitana.

Con l'aggiornamento delle attrezzature per il trasporto ferroviario, la sua riduzione di peso non è limitata alla carrozzeria e più parti realizzate con materiali in acciaio tradizionali sono state sostituite da nuove leghe di alluminio ad alta resistenza. Allo stato attuale, la scatola del cambio, il supporto della molla pneumatica, il corpo della scatola dell'asse, il coperchio dell'estremità del motore e altre parti di ghiaccio in Germania, Shinkansen in Giappone e TGV in Francia sono generalmente realizzati in lega di alluminio ad alta resistenza. I treni ad alta velocità cinesi "Blue Arrow" e "China Star" sviluppati durante il nono periodo del piano quinquennale utilizzano anche un gran numero di treni aerei realizzati con materiali in lega di alluminio

Pavimento centrale, deflettore laterale, coperchio terminale motore, ventola motore, cambio, ecc. Con il continuo sviluppo di attrezzature per il trasporto ferroviario nella direzione dell'alta velocità e del carico pesante, vi è una domanda urgente di componenti leggeri del carrello come motore di trazione, set di ruote, piastra di trasmissione, corpo della scatola dell'asse e asta di trazione. La lega di alluminio fuso e la lega di alluminio forgiato sono sempre più ampiamente utilizzate in questi componenti e la lega di alluminio forgiato ha più vantaggi in termini di resistenza, allungamento e tenacità agli urti. I materiali utilizzati per i forgiati in lega di alluminio sono principalmente lega di alluminio 2A14, 6082 e 7050, 2A14

La forgiatura ha una resistenza moderata dopo il trattamento termico ed è adatta per parti con grande carico; I forgiati in lega di alluminio 6082 hanno buone prestazioni di saldatura e sono adatti per parti che devono essere saldate con altre parti [13]; I forgiati in lega di alluminio 7050 hanno eccellenti proprietà meccaniche complete e resistenza alla corrosione da stress e sono adatti per parti a carico dinamico. L'alluminio Chalco è una scatola per assali in lega di alluminio forgiato ad alta resistenza 7050 sviluppata e prodotta da imprese nazionali, che è stata caricata in lotti e applicata alle EMU macedoni esportate, alle EMU ceche e ad altri progetti. Il corpo della scatola dell'asse in lega di alluminio finito è di circa 45 kg, che equivale solo a 1 / 3 del singolo pezzo di corpo della scatola dell'asse in acciaio fuso. Calcolato installando due corpi scatola dell'asse per ogni set di ruote, un singolo set di ruote può ridurre di 170 kg e l'effetto di riduzione del peso è considerevole.

L'alluminio Chalco è il disegno fisico degli stampi forgiati dell'asta oscillante del motore e dell'asta di trazione della scatola dell'asse per carrelli prodotti da imprese nazionali. Il materiale del prodotto è 2A14. Questa marca di lega di alluminio ha buone prestazioni di forgiatura, prestazioni moderate dopo il trattamento termico e piccole deformazioni di lavorazione. Il processo di ogni processo della stessa serie di prodotti è relativamente maturo e ora è stato stabilmente prodotto e fornito in lotti.

Inoltre, la lega di alluminio ad alta resistenza 7050 viene utilizzata anche per produrre la parte chiave del dispositivo di guida dell'albero cavo del set di ruote: la piastra di trasmissione. La tradizionale struttura a piastre di trasmissione è una grande forgiatura in acciaio con una massa di 100 kg. Dopo aver utilizzato materiale in lega di alluminio, la massa è solo di circa 35 kg. Come parte importante della massa non sospesa del carrello, la sua riduzione del peso svolge un ruolo ovvio nel migliorare le prestazioni dinamiche dell'intero veicolo.

Per riassumere, secondo l'analisi dell'applicazione della lega di alluminio nell'industria ferroviaria, il design leggero delle attrezzature di transito ferroviario in questa fase

I materiali strutturali metallici utilizzati sono principalmente in lega di alluminio, integrata da lega di magnesio. La tecnologia correlata della lega di alluminio nell'industria del trasporto ferroviario è stata relativamente matura. Il prossimo obiettivo di ricerca è quello di sviluppare una nuova lega di alluminio ad alta resistenza, ridurre i costi di produzione di massa della lega di alluminio ed espandere la gamma di applicazioni della lega di alluminio.