Quale alluminio viene utilizzato per fare il treno

L'alleggerimento dei veicoli ferroviari, in particolare l'alleggerimento delle autovetture ad alta velocità e a due piani e dei treni della metropolitana, è la questione centrale della modernizzazione del trasporto ferroviario e il modo più efficace per migliorare l'alleggerimento dei veicoli è utilizzare un gran numero di materiali in lega di alluminio. Pertanto, come migliorare il grado di alluminazione del veicolo è diventato un compito molto importante per la progettazione del veicolo, gli esperti di produzione e gli esperti di materiali.

Già nel 1986, la French National Railway Corporation ha utilizzato per la prima volta materiali in lega di alluminio sui telai dei finestrini delle autovetture ferroviarie. Nel 1905, il Regno Unito usò anche la lega di alluminio per realizzare i pannelli delle pareti esterne e i materiali di decorazione d'interni dei vagoni elettrici ferroviari. Dal 1905, gli Stati Uniti hanno utilizzato la lega di alluminio per realizzare porte e finestre, tetti, pannelli a parete esterna, tubi a parete interna, carrelli, nuclei di ruote e materiali decorativi di auto elettriche e autovetture su larga scala. Da allora, si è rapidamente espanso in Italia, Germania, Svizzera, Canada e altri paesi.

Nel 1962, la ferrovia elettrica giapponese Shanyang adottò per la prima volta l'auto con struttura interamente in alluminio, che è diventata al centro dell'attenzione di tutti i paesi del mondo. La tecnologia di produzione dei veicoli ferroviari in lega di alluminio in Giappone si è sviluppata rapidamente. Allo stato attuale, i veicoli in lega di alluminio sono stati utilizzati in 54 tipi di veicoli di 19 unità operative come ferrovie nazionali, ferrovie private, ferrovie Shinkansen e metropolitana. Il metodo di assemblaggio di tutti i veicoli in alluminio è cambiato dal tradizionale processo di rivestimento di piastre sottili sullo scheletro a un nuovo metodo di assemblaggio di parti estruse su larga scala con le piastre esterne dello scheletro.

Con il rapido sviluppo dell'economia nazionale e il continuo miglioramento del livello di scienza e tecnologia, vengono avanzati requisiti sempre più urgenti per la leggerezza del trasporto ferroviario, che promuove notevolmente il processo di tutto l'alluminio dei veicoli ferroviari e delle autovetture a due piani ad alta velocità. Negli ultimi anni, soprattutto dopo l'approfondimento delle riforme e l'apertura,

Oltre a introdurre tecnologie avanzate di progettazione e produzione di tutti i veicoli con struttura in alluminio e veicoli metropolitani in lega di alluminio leggero dall'estero, la Cina sta organizzando college e università, istituti di ricerca scientifica e fabbriche per sviluppare autovetture ad alta velocità, autovetture a due piani e veicoli della metropolitana e ha ottenuto risultati significativi. Ci si può aspettare che con lo sviluppo dell'industria dei trasporti cinese, in particolare lo sviluppo della ferrovia ad alta velocità, dei veicoli ferroviari a doppio strato e del trasporto metropolitano, verrà aperta un'ampia strada per lo sviluppo e l'applicazione dell'alluminio nel settore dei trasporti.

Applicazione specifica della lega di alluminio nella struttura della carrozzeria: la prima produzione in lotti di veicoli con struttura in alluminio è stata il tram della metropolitana di Londra nel 1952. Nel 1962, il tram in alluminio del 2000 della ferrovia elettrica Shanyang apparve in Giappone. Da allora, la ferrovia elettrica Shanyang, le ferrovie statali e le ferrovie private hanno tutte gareggiato per utilizzare veicoli in lega di alluminio. Nel 1980, c'erano 40 tipi di veicoli con struttura in alluminio in Giappone, con oltre 4000 veicoli. Allo stato attuale, ci sono più di 5000 veicoli con struttura in alluminio nel mondo. Questi veicoli sfruttano appieno le caratteristiche originali della lega di alluminio: leggerezza, elevata resistenza, buona lavorabilità, saldabilità, resistenza alla corrosione, bell'aspetto, ecc. Mentre le dimensioni, la forma e il metodo di produzione di base sono tutti conformi ai tradizionali veicoli con struttura in acciaio. Il principale svantaggio di questo veicolo con struttura in alluminio è che la rigidità diminuisce in proporzione alla riduzione del peso.

Al fine di adattarsi alla ferrovia ad alta velocità, ridurre la variazione di pressione nel tunnel e prevenire le vibrazioni del centro passeggeri, viene sviluppato il veicolo a struttura fissa, ovvero il corpo della struttura in lega di alluminio dello Shinkansen giapponese 2000. Rispetto al veicolo tradizionale, le sue dimensioni sono quasi simili, ma la sua configurazione è completamente diversa. Sfruttando le caratteristiche di elevata resistenza specifica e buona lavorabilità della lega di alluminio, gli elementi strutturali sono disposti alle estremità superiore e inferiore della struttura laterale per mantenere la stessa rigidità e ridurne il peso.

Lo sviluppo di materiali in lega di alluminio e profili estrusi di grandi dimensioni apre la strada alla modernizzazione strutturale e alla leggerezza dei veicoli ferroviari, e la modernizzazione strutturale e la leggerezza dei veicoli ferroviari sollevano nuove questioni e aumentano la potenza per lo sviluppo e l'applicazione di materiali in alluminio. In termini di materiali, i veicoli ferroviari hanno requisiti elevati in termini di proprietà meccaniche, formabilità di lavorazione, resistenza alla corrosione, resistenza alla fatica e prestazioni di saldatura. Pertanto, in base ai diversi componenti, ai diversi usi e alle diverse parti, devono essere selezionate le leghe serie 5000 (come 5005, 5052, 5083, ecc.), serie 6000 (come 6061, 6n01, 6005A, 6082, 6063, ecc.) e serie 7000 (come 7N01, 7003, 7005, ecc.).

Dal 1950 al 1960, i veicoli ferroviari venivano solitamente assemblati e saldati con pannello esterno in lega 5083, scheletro e piattaforma 7N01. Tuttavia, negli ultimi anni, a causa dei requisiti di standardizzazione su larga scala (doppio strato), ad alta velocità, leggera e costruzione e manutenzione semplificate dei veicoli ferroviari, nonché dello sviluppo di successo di pannelli integrali su larga scala e profili cavi complessi a parete sottile, è stata promossa l'applicazione di profili estrusi su larga scala sui veicoli ferroviari. I complessi profili a parete sottile utilizzati nei pannelli integrali a parete su larga scala e nelle sezioni cave dei veicoli ferroviari sono prodotti sugli estrusori di grandi dimensioni di cui sopra. Questo grande estrusore, dotato di cilindri di estrusione piatti, può produrre profili cavi porosi complessi a parete sottile con larghezza di 600 mm, altezza di 60 mm, spessore di 3 mm e lunghezza di oltre 20 mm.

Questi profili estrusi di precisione integrale su larga scala sono assemblati mediante saldatura a punti a resistenza e saldatura ad arco schermato con gas inerte, risparmiando così notevolmente ore di lavoro e riducendo il peso. Inoltre, la rigidità complessiva, la rigidità locale e la resistenza a fatica delle parti saldate sono equivalenti a quelle delle strutture in acciaio.

Pertanto, questo materiale strutturale in alluminio ideale crea condizioni favorevoli per la modernizzazione dei veicoli ferroviari

Applicazione di materiali in alluminio in altre parti diverse dalla carrozzeria

Nel 1975, il Giappone ha utilizzato profili estrusi su larga scala per realizzare le travi di supporto della carrozzeria e della piattaforma Officina sui veicoli Shinkansen di tipo 200. Realizza notevoli risultati nella leggerezza delle parti del carrello.

Le ruote in lega di alluminio vengono applicate alla piastra centrale della ruota dei veicoli ferroviari lungo la costa di Fulangsi Bay negli Stati Uniti, il che riduce notevolmente il peso del veicolo. In altre applicazioni, ci sono scatole di cuscinetti in lega di alluminio, scatole del cambio, telai degli assi del telaio e bielle tra la carrozzeria e il carrello. A causa della leggerezza, il peso di ogni scatola portante è ridotto da 73 kg a 28 kg. Inoltre, sui veicoli ferroviari di tipo pad magnetico mlu001 e mlu002, il pannello esterno è realizzato in alluminio duro, il telaio posteriore è in alluminio 7N01, la fessura esterna dell'elettromagnetismo superconduttore è anche realizzata in lega di alluminio strutturale 5083 e lega 1100 a bassa resistenza e le bobine di gas elettrico per pastiglie magnetiche e propulsione di guida sono tutte in lega di alluminio, Lo scambiatore di calore del congelatore di liquefazione dell'elio, che svolge un ruolo importante nella superconduttività, è realizzato con pannelli a parete cava in lega di alluminio porosa.

Ci sono molti tipi di parti in lega di alluminio utilizzate nel veicolo e il peso totale è considerevole. Come 471 kg di parti di decorazione d'interni, 153 kg di piastre decorative, 334 kg di porte e finestre, 153 kg di parti di apparecchiature interne, 190 kg di condotti e ammortizzatori di ventilazione e 254 kg di dispositivi di controllo.