Hợp kim nhôm trong thiết bị vận chuyển đường sắt

Hợp kim nhôm và hợp kim magiê có một loạt các đặc điểm tuyệt vời như mật độ thấp, độ bền cụ thể cao và độ cứng cụ thể, độ dẫn điện / dẫn nhiệt tốt, khả năng hấp thụ sốc và giảm xóc, che chắn điện từ và hấp thụ năng lượng cao ở tốc độ căng thẳng cao. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, vận chuyển đường sắt, công nghiệp đóng tàu, các sản phẩm điện tử 3C và các lĩnh vực khác. Hợp kim nhôm và hợp kim magiê, đặc biệt là hợp kim nhôm, là vật liệu kết cấu kim loại đầu tiên được sử dụng cho thiết bị vận chuyển nhẹ. Hiện nay, thân tàu cao tốc ở nhiều quốc gia về cơ bản đã áp dụng khung hợp kim nhôm. Ngoài ra, xe

Hợp kim nhôm trong thiết bị vận chuyển đường sắt

Nắp trên cơ thể, hộp số và nhiều bộ phận khác cũng đã được làm bằng nhôm. Tỷ lệ hợp kim magiê nhỏ hơn, chỉ 1,75 ~ 1,85 kg / m3, khoảng 2/3 nhôm, 2/5 hợp kim titan và 1/4 thép. Tiềm năng ứng dụng nhẹ thậm chí còn lớn hơn [8]. Tại Trung Quốc, công nghệ hợp kim magiê đã được áp dụng cho các bộ phận nội thất như hàng rào lỗ thông hơi đường sắt cao tốc, khung ngủ và giá đỡ hành lý. Ở nước ngoài, một loạt các bộ phận hợp kim magiê như ghế ngồi, bàn đạp và tay vịn đã được áp dụng thành công trên các chuyến tàu cao tốc băng ở Đức và tàu cao tốc TGV ở Pháp. Có thể thấy rằng hợp kim magiê có tiềm năng thay thế hợp kim nhôm như một vật liệu mới cho quá cảnh đường sắt trong một lĩnh vực nhất định.

Hợp kim nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thiết bị vận chuyển đường sắt ở các quốc gia khác nhau vì trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và khả năng hình thành tốt, chủ yếu bao gồm thân xe và các bộ phận có nhu cầu nhẹ.

Sự phát triển của công nghệ sản xuất hồ sơ hợp kim nhôm lớn làm cho nó có thể hiện đại hóa tàu và nhẹ. Đối với phương tiện đường sắt, trọng lượng của cấu trúc thân xe chiếm khoảng 15% ~ 30% trọng lượng của toàn bộ xe. Do đó, giảm trọng lượng thân xe có ý nghĩa rất lớn đối với việc tăng tốc độ xe. Tại Nhật Bản, cấu hình rỗng xốp tường mỏng phức tạp được sản xuất bởi hợp kim 6n01 (tức là hợp kim 6005) với hiệu suất đùn tốt hơn, hiệu suất hàn và hiệu suất ăn mòn ứng suất đã được phát triển, đã thay thế thành công cấu hình 7N01 và 7003 và được sử dụng rộng rãi trong sàn thân xe, tấm bên và mái nhà.

Cấu trúc tấm. Ở châu Âu và Mỹ, al-mg-si6005a đùn hồ sơ với hiệu suất đùn tốt và quy trình sản xuất đơn giản hóa chủ yếu được sử dụng cho thân xe hợp kim nhôm, giải quyết hiệu quả vấn đề ăn mòn căng thẳng trên tiền đề duy trì sức mạnh. Ngoài ra, các hồ sơ đùn 6061, 6063, 6082 và 6085 đã dần được phổ biến. Về tấm thân, hợp kim nhôm biến dạng 5083 được sử dụng rộng rãi nhất.

Các bộ phận hợp kim nhôm

Với việc nâng cấp thiết bị vận chuyển đường sắt, việc giảm trọng lượng của nó không chỉ giới hạn ở thân xe, và nhiều bộ phận làm bằng vật liệu thép truyền thống đã được thay thế bằng hợp kim nhôm cường độ cao mới. Hiện tại, hộp số, hỗ trợ lò xo không khí, thân hộp trục, nắp đầu động cơ và các bộ phận khác của băng ở Đức, Shinkansen ở Nhật Bản và TGV ở Pháp thường được làm bằng hợp kim nhôm cường độ cao. Các đoàn tàu cao tốc "Mũi tên xanh" và "Ngôi sao Trung Quốc" của Trung Quốc được phát triển trong kế hoạch 5 năm thứ chín cũng sử dụng một số lượng lớn tàu hàng không làm bằng vật liệu hợp kim nhôm.

Sàn lõi, khó hiểu bên, nắp đầu động cơ, quạt động cơ, hộp số, v.v. Với sự phát triển liên tục của thiết bị vận chuyển đường sắt theo hướng tốc độ cao và tải nặng, có một nhu cầu cấp thiết cho các thành phần bogie nhẹ như động cơ kéo, bộ bánh xe, tấm truyền động, thân hộp trục và thanh kéo. Hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm rèn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các thành phần này, và hợp kim nhôm rèn có nhiều lợi thế hơn về sức mạnh, độ kéo dài và độ dẻo dai tác động. Các vật liệu được sử dụng cho rèn hợp kim nhôm chủ yếu là hợp kim nhôm 2A14, 6082 và 7050, 2A14

Rèn có độ bền vừa phải sau khi xử lý nhiệt và phù hợp với các bộ phận có tải trọng lớn; Rèn hợp kim nhôm 6082 có hiệu suất hàn tốt và thích hợp để hàn với các bộ phận khác; Rèn hợp kim nhôm 7050 có tính chất cơ học toàn diện tuyệt vời và chống ăn mòn ứng suất, và phù hợp cho các bộ phận tải động.

Hợp kim nhôm cường độ cao 7050 cũng được sử dụng để sản xuất phần quan trọng của thiết bị dẫn động trục rỗng đặt bánh xe - tấm truyền động. Cấu trúc tấm truyền truyền thống là rèn thép lớn với khối lượng 100 kg. Sau khi sử dụng hợp kim nhôm, khối lượng chỉ khoảng 35 kg. Là một phần quan trọng của khối lượng unsprung của bogie, giảm trọng lượng của nó đóng một vai trò rõ ràng trong việc cải thiện hiệu suất năng động của toàn bộ chiếc xe.