Aplicação de liga de alumínio em equipamentos leves de transporte ferroviário

A liga de alumínio possui uma série de características excelentes, como baixa densidade, alta resistência e rigidez específicas, boa condutividade/condutividade térmica, absorção de choque e resistência a amortecimento, blindagem eletromagnética e alta absorção de energia a alta taxa de tensão. Portanto, é amplamente utilizado em aeroespacial, transporte ferroviário, indústria naval, produtos eletrônicos 3C e outros campos.

Aplicação de liga de alumínio em equipamentos leves de transporte ferroviário

A liga de alumínio é o primeiro material de estrutura metálica usado para equipamentos de transporte leves. Atualmente, o corpo de trem de alta velocidade em vários países basicamente adotou a estrutura de liga de alumínio. Além disso, muitas peças, como tampa superior da carroceria e caixa de câmbio também foram feitas de alumínio.

A liga de alumínio tem sido amplamente utilizada em produtos de equipamentos de transporte ferroviário em vários países devido ao seu peso leve, resistência à corrosão e boa formabilidade, incluindo carroceria e peças com demanda leve.

Carro de liga de alumínio

O desenvolvimento da tecnologia de produção de perfil de liga de alumínio em larga escala possibilita a modernização do trem e a leve. Para os veículos ferroviários, o peso da estrutura da carroceria representa cerca de 15% ~ 30% do peso de todo o veículo. Portanto, a redução de peso do corpo é de grande importância para a aceleração dos veículos. No Japão, foi desenvolvido o complexo perfil oco poroso de paredes finas produzido por uma alusão de 6n01 (ou seja, 6005) com melhor desempenho de extrusão, desempenho de soldagem e corrosão por estresse, que substituiu com sucesso os perfis 7N01 e 7003 e é amplamente utilizado na estrutura do piso da carroceria, placa lateral e teto. Na Europa e na América, o perfil extrudado al-mg-si6005a com bom desempenho de extrusão e processo de produção simplificado é usado principalmente para a carroceria de liga de alumínio, que efetivamente resolve o problema da corrosão por estresse na premissa de manter a força. Além disso, 6061, 6063, 6082 e 6085 perfis extrudados também são gradualmente popularizados. Em termos de placa corporal, a liga de alumínio deformada 5083 é a mais utilizada]. A pesquisa sobre o corpo de carros de liga de alumínio na China começou tarde. Em 1989, a Changchun Bus Factory desenvolveu o primeiro trem de metrô com corpo de liga de alumínio na China. A carroceria adota estrutura de feixe de placas, que tem processo complexo e alto custo e não foi popularizada em grande escala. Em 1996, o antigo Ministério das Ferrovias organizou o desenvolvimento de carroceria de liga de alumínio ice2 e fabricou a primeira estrutura mista de carroceria de liga de alumínio na China, que promoveu o desenvolvimento técnico de perfis de ligas de alumínio para veículos por empresas nacionais. Em 2001, a Changchun Bus Factory do grupo CNR construiu a primeira linha automática de produção de carroceria de liga de alumínio na China, e desenvolveu e fabricou carro de liga de alumínio de UEMs (210 km/h), trens de teste de alta velocidade (270 km/h) e veículos de metrô com materiais domésticos. A fábrica de material circulante CSR Nanjing Puzhen, a Fábrica de Locomotivas Elétricas de Zhuzhou e a fábrica de material circulante CSR Tangshan também estabeleceram sucessivamente linhas de produção e começaram a produzir carrocerias de liga de alumínio. Em 2007, a carroceria de liga de alumínio de 300 km/h EMU (ver Figura 1) projetada e fabricada independentemente pela locomotiva Qingdao Sifang e material circulante Co., Ltd. foi com sucesso offline. Até agora, a tecnologia de R & D e fabricação de carro de liga de alumínio na China está entre os avançados do mundo e é amplamente utilizada em equipamentos de transporte ferroviário, como UEM e trem de metrô.

Com a atualização dos equipamentos de transporte ferroviário, sua redução de peso não se limita à carroceria do carro, e mais peças feitas de materiais de aço tradicionais foram substituídas por novas ligas de alumínio de alta resistência. Atualmente, a caixa de engrenagens, suporte de mola de ar, corpo de caixa de eixo, tampa de extremidade do motor e outras partes de gelo na Alemanha, Shinkansen no Japão e TGV na França são geralmente feitos de liga de alumínio de alta resistência. Os trens de alta velocidade "Blue Arrow" e "China Star" desenvolvidos durante o período do Plano 95 anos também usam um grande número de trens aéreos feitos de materiais de liga de alumínio

Piso central, defletor lateral, tampa final do motor, ventilador de motor, caixa de câmbio, etc. Com o desenvolvimento contínuo de equipamentos de transporte ferroviário na direção de alta velocidade e carga pesada, há uma demanda urgente por componentes leves como motor de tração, conjunto de rodas, placa de transmissão, carroceria do eixo e haste de tração. Liga de alumínio fundido e liga de alumínio forjada são cada vez mais amplamente utilizadas nesses componentes, e a liga de alumínio forjada tem mais vantagens em resistência, alongamento e resistência ao impacto. Os materiais utilizados para forjamentos de liga de alumínio são principalmente 2A14, 6082 e 7050, liga de alumínio 2A14

O forjamento tem força moderada após o tratamento térmico e é adequado para peças com grande carga; As forjas de liga de alumínio 6082 têm bom desempenho de soldagem e são adequadas para peças que precisam ser soldadas com outras peças [13]; As forjamentos de liga de alumínio 7050 possuem excelentes propriedades mecânicas abrangentes e resistência à corrosão por estresse, e são adequadas para peças de carga dinâmicas. Chalco alumínio é uma caixa de eixo de liga de alumínio forjada de alta resistência desenvolvida e fabricada por empresas nacionais, que foi carregada em lotes e aplicada a UEMs macedentais exportadas, UEUs tchecas e outros projetos. O corpo da caixa de eixo de liga de alumínio é de cerca de 45 kg, o que equivale apenas a 1/ 3 da única peça do corpo da caixa de eixo de aço fundido. Calculado instalando dois corpos de caixa de eixo para cada conjunto de rodas, um conjunto de roda única pode reduzir 170 kg, e o efeito de redução de peso é considerável.

Calcário alumínio é o desenho físico de forjamentos de die de vara de balanço motor e haste de puxar caixa de eixo para bogie produzido por empresas domésticas. O material do produto é 2A14. Esta marca de liga de alumínio tem bom desempenho forjador, desempenho moderado após tratamento térmico e pequena deformação de usinagem. O processo de cada processo da mesma série de produtos é relativamente maduro, e agora tem sido produzido e fornecido em lotes.

Além disso, a liga de alumínio de alta resistência 7050 também é usada para produzir a parte chave do dispositivo de condução do eixo oco do conjunto da roda - a placa de transmissão. A estrutura tradicional da placa de transmissão é uma grande forjação de aço com uma massa de 100 kg. Depois de usar material de liga de alumínio, a massa é de apenas cerca de 35 kg. Como parte importante da massa não-praticada do bogie, sua redução de peso desempenha um papel óbvio na melhoria do desempenho dinâmico de todo o veículo.

Resumindo, de acordo com a análise da aplicação da liga de alumínio na indústria ferroviária, o leve projeto dos equipamentos de transporte ferroviário nesta fase

Os materiais estruturais metálicos utilizados são principalmente liga de alumínio, complementada por liga de magnésio. A tecnologia relacionada da liga de alumínio na indústria de transporte ferroviário tem sido relativamente madura. O próximo foco da pesquisa é desenvolver nova liga de alumínio de alta resistência, reduzir o custo de produção em massa da liga de alumínio e expandir a gama de aplicação de liga de alumínio.