Hợp kim nhôm trên phương tiện giao thông đường sắt

Vận tải đường sắt là một vấn đề quan trọng

giao thông vận tải ở Trung Quốc, đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế xã hội chủ nghĩa. Phương tiện giao thông đường sắt là phương tiện vận tải chở hành khách, hàng hóa trong vận tải đường sắt. Là một liên kết chính trong đường sắt, với sự phát triển nhanh chóng của đường sắt, các phương tiện đường sắt tiếp tục cải thiện theo hướng nhẹ, và việc áp dụng vật liệu hợp kim nhôm là một biện pháp quan trọng để thúc đẩy trọng lượng nhẹ của nó. Bài viết này thảo luận về việc áp dụng hợp kim nhôm trên các phương tiện đường sắt.

1 Đặc điểm của hợp kim nhôm

Nhôm là một kim loại nhẹ với mật độ thấp, khoảng 1/3 so với thép. Thêm một hoặc một số yếu tố vào nhôm tạo thành hợp kim nhôm. So với nhôm, hợp kim nhôm có độ bền và độ cứng cao hơn, tính chất vật lý và cơ khí tốt hơn, độ bền tốt, xử lý dễ dàng và phạm vi ứng dụng rộng. So với thép carbon thấp, sức mạnh của nó có thể tốt hơn một số loại thép hợp kim. Theo các yếu tố hợp kim bổ sung, hợp kim nhôm có thể được chia thành hợp kim mangan nhôm, hợp kim magiê đồng nhôm, hợp kim đồng nhôm, vv các loại hợp kim nhôm khác nhau có đặc điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Bây giờ chúng tôi phân tích các đặc điểm chính của họ một cách chi tiết.

1) Trọng lượng nhẹ. Mật độ nhôm bằng 1/3 so với thép. Thân xe làm bằng hợp kim nhôm nhẹ hơn 30% so với làm bằng thép, nhận ra nhu cầu trọng lượng nhẹ.

2) Tính chất cơ học tuyệt vời. Ngày nay, hầu hết các hợp kim nhôm được sử dụng trong các bộ phận cấu trúc công nghiệp khác nhau là 6061-T6, thuộc dòng "Ai mg Si". Tính chất cơ học của nó là ổn định và tuyệt vời, thuận tiện cho việc sử dụng kỹ thuật.

3) Khả năng chống ăn mòn tốt. Khi hợp kim nhôm tiếp xúc với không khí, một màng oxit mịn có thể được hình thành trên bề mặt, có thể ngăn ngừa ăn mòn hiệu quả. Do đó, so với các vật liệu khác, nó có khả năng chống ăn mòn tốt hơn, tuổi thọ dài và chi phí vận hành và bảo trì thấp. Các thí nghiệm cho thấy trong số các vật liệu hợp kim nhôm thường được sử dụng, AI mg 5083 có khả năng chống ăn mòn tốt, tiếp theo là AI mg Si.

Tính chất đùn. Vật liệu hệ thống AI mg SI có đặc tính đùn tốt, trong khi hệ thống AI mg và hệ thống AI mg SI có đặc tính đùn kém. 6005b và 6005c đã cải thiện khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất theo hướng độ dày tường của hợp kim 7N01, sẽ được sử dụng ngày càng rộng rãi hơn.

2. Ứng dụng ưu điểm của hợp kim nhôm trên phương tiện giao thông đường sắt

1) Tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ, có lợi cho việc bảo vệ môi trường. Trên cơ sở trọng lượng nhẹ, hợp kim nhôm cũng có thể đáp ứng các yêu cầu về an toàn về sức mạnh. Đối với tàu cao tốc, cách tốt nhất để làm sáng xe là tăng tỷ lệ nhôm được sử dụng trong thân xe.

2) Thuận tiện cho chế biến và sản xuất. Với sự tiến bộ liên tục của quá trình sản xuất hợp kim nhôm và công nghệ sản xuất xe hợp kim nhôm, quá trình sản xuất thân xe hợp kim nhôm được đơn giản hóa rất nhiều, và khối lượng công việc sản xuất tương đối giảm. Nó không cần loại bỏ rỉ sét, có thể được tái chế, dễ bảo trì và có lợi hơn cho việc chế biến và sản xuất. Nó cũng thích hợp cho các phương pháp điều trị bề mặt khác nhau. Nó có thể tô màu và phun trên bề mặt của hợp kim nhôm để cải thiện khả năng chống ăn mòn của nó và làm cho bề mặt của thân xe đẹp hơn.

3) Giá cả vừa phải. Giá của vật liệu nhôm cao, và chi phí sản xuất xe của vật liệu hợp kim nhôm đã tăng lên. Tuy nhiên, do đặc điểm nhẹ, hợp kim nhôm đã mang lại sự gia tăng năng lực vận chuyển, giảm tiêu thụ năng lượng và giảm chi phí bảo trì cho các phương tiện đường sắt. Hơn nữa, xe hợp kim nhôm có giá trị tái chế nhiều hơn. Trong số các giá trị tái chế của xe bị loại bỏ, xe thép là 100%, trong khi xe nhôm là 480%. Do đó, xe hợp kim nhôm có lợi ích toàn diện cao, giá cả vừa phải và chi phí hợp lý.

Hiệu suất an toàn tốt. Thân xe hợp kim nhôm có cấu trúc cấu trúc cấu hình, và độ cứng của nó tốt hơn nhiều so với xe thép carbon thông thường, vì vậy nó có thể chịu được lực bên ngoài cơ học lớn hơn và tránh thương tích gây tử vong cho hành khách trong xe. Hơn nữa, vật liệu hợp kim nhôm cũng có khả năng chống cháy và khả năng chống hồ quang tuyệt vời. So với thép, nó có độ dẫn nhiệt và tản nhiệt tốt hơn. Những đặc điểm này làm cho thân xe hợp kim nhôm có hiệu suất an toàn tốt hơn.

3 Tình trạng ứng dụng của hợp kim nhôm trên phương tiện giao thông đường sắt

Tốc độ cao, tiết kiệm năng lượng, thoải mái, an toàn và bảo vệ môi trường là những mục tiêu chính của sự phát triển giao thông ngày nay. Là vật liệu ưa thích để phát triển nhẹ, hợp kim nhôm có nhiều lợi thế không thể so sánh, vì vậy nó ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện đường sắt. Trong những năm gần đây, đường sắt cao tốc, bệ từ tính tốc độ cao và các phương tiện kết cấu hybrid mới với tốc độ hơn 300 km / h đã được đưa vào sử dụng, điều này đã thúc đẩy triển vọng phát triển tốt hơn của hợp kim nhôm. Ngày nay, trên toàn thế giới, việc sản xuất và sản xuất thân xe hợp kim nhôm đã trở thành xu hướng chung của sự phát triển của vận tải đường sắt đô thị và vận tải đường sắt. Năng lực hành khách và khối lượng hậu cần của vận tải đường sắt ở Trung Quốc là đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, sự phát triển của thân xe hợp kim nhôm ở Trung Quốc bắt đầu muộn. Công ty TNHH xe khách đường sắt Trường Xuân đã phát triển thân xe điện ngầm hợp kim nhôm đầu tiên vào năm 1989, xây dựng dây chuyền sản xuất hàn tự động hợp kim nhôm đầu tiên của Trung Quốc vào năm 2001 và phát triển tàu maglev đầu tiên của Trung Quốc,

Sau đó, nhà máy xe Nam Kinh Puzhen, nhà máy xe Đường Sơn và nhà máy xe điện Chu Châu đã liên tiếp thiết lập dây chuyền sản xuất để dần dần sản xuất thân xe hợp kim nhôm. Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp vận tải Trung Quốc, sự ra đời của "sự hài hòa" và sự phát triển liên tục của vận tải đường sắt tàu điện ngầm đô thị, thân xe hợp kim nhôm xuất hiện ngày càng nhiều trong cuộc sống của mọi người. Bộ Đường sắt đã giới thiệu công nghệ sản xuất tiên tiến của nước ngoài để hiện thực hóa sự phát triển nhảy vọt của đường sắt. Ví dụ, hoạt động của đường sắt cao tốc Quảng Châu Bắc Kinh và đường sắt cao tốc Bắc Kinh Thượng Hải đã thiết lập một nhu cầu thị trường rất lớn đối với các phương tiện hợp kim nhôm, Nó đã thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của công nghệ sản xuất thân xe hợp kim nhôm ở Trung Quốc. Đồng thời, do việc sản xuất thân xe hợp kim nhôm vẫn đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng và chưa có hệ thống ứng dụng công nghệ hoàn toàn trưởng thành nên cũng có một số vấn đề kỹ thuật.

Câu hỏi. Ngày nay, sự phát triển của các phương tiện đường sắt nhôm tụt hậu xa so với ngành vận tải ô tô. Do chu kỳ đổi mới lâu dài của các sản phẩm nhôm và tuổi thọ dài của toa xe lửa, chu kỳ xác minh của thân xe và các bộ phận của xe hơi là dài. Nhìn chung, việc sử dụng thân xe hợp kim nhôm trong thị trường vận tải ít hơn nhiều so với trong hàng không vũ trụ, vận tải ô tô và một số thị trường dân dụng. Đồng thời, tải trọng nặng và tốc độ cao của vận tải đường sắt cũng đưa ra các yêu cầu cao hơn đối với khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn của các thành phần kỹ thuật đường sắt. Ngày nay, việc sử dụng đĩa phanh tàu cao tốc và phun hồ quang để sửa chữa cầu đường sắt có thể có được khả năng chống mài mòn nhất định, chống trượt và chống ăn mòn.

Hiệu ứng xói mòn. Ngoài ra, có nhiều vấn đề kỹ thuật trong việc áp dụng hợp kim nhôm trong các phương tiện giao thông đường sắt. Ví dụ, hầu hết các bộ phận của thân xe đường sắt được hình thành bằng cách dập, và các vết nứt rất dễ xuất hiện khi dập tấm nhôm bằng cách dập tấm thép; Hầu hết các phôi thân được lắp ráp bằng cách hàn, nhưng việc hàn nhôm khó khăn hơn so với thép. Bề mặt hàn cần phải mịn màng, và các bộ phận cần phải được điện hạch và phun.

4 Ứng dụng phát triển hợp kim nhôm trên phương tiện giao thông đường sắt

Ngày nay, các quốc gia trên thế giới đã tổ chức một số lượng lớn các nghiên cứu về con người, tài chính và vật lý về vật liệu nhôm cho xe cộ và một số công nghệ và quy trình mới, đặc biệt là trong quá trình cán, quá trình đùn, tích hợp vật liệu, quy mô lớn và rỗng, cũng như các tính chất đặc biệt khác nhau, phương pháp xử lý, phương pháp kết hợp, phương pháp trộn vật liệu, xử lý bề mặt, vv, Thúc đẩy sự phát triển của vật liệu nhôm đường sắt hướng tới tiêu chuẩn cao, hiệu suất cao, bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường lên một tầm cao mới.

Hiện nay, với sự phát triển liên tục của vận tải đường sắt và đào sâu thử nghiệm vận hành của các phương tiện hợp kim nhôm, chúng ta cần thực hiện nghiên cứu thực nghiệm sâu rộng hơn, giới thiệu một cách thích hợp một số công nghệ tiên tiến và thiết bị liên quan, và biến chúng thành kinh nghiệm và sử dụng kỹ thuật của riêng chúng ta. Đồng thời, cần tăng cường nghiên cứu kỹ thuật và phát triển vật liệu hợp kim nhôm để cải thiện hiệu quả hiệu suất toàn diện của vật liệu hợp kim nhôm, chẳng hạn như tích hợp một số phương pháp quy trình mới, áp dụng hình thành phun và các quy trình khác, giảm chi phí sản xuất và ổn định chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, cần tăng cường nghiên cứu về quy trình hàn và công nghệ điều khiển để nâng cao chất lượng hàn, chỉ có vật liệu và sản xuất

Với sự phát triển liên tục của công nghệ sản xuất, chúng ta có thể khám phá một cấu trúc xe hợp lý hơn. Hiện nay, Trung Quốc vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu trong một số công nghệ sản xuất chính, vì vậy chúng ta cần tăng cường nghiên cứu về công nghệ và rút ngắn khoảng cách. Về bảo dưỡng xe hợp kim nhôm, cần nâng cao ý thức bảo dưỡng và bảo vệ môi trường từ các khía cạnh của nhà sản xuất, người sử dụng và kiểm tra tàu hỏa, xây dựng các quy trình nghiêm ngặt, cải thiện quản lý ứng dụng của xe và giảm hiệu quả thiệt hại cho xe hợp kim nhôm.

5 Kết luận

Việc áp dụng thân xe hợp kim nhôm là xu hướng tất yếu của vận tải đường sắt và phát triển đường sắt đô thị. Hợp kim nhôm đã thúc đẩy công nghệ thiết kế và sản xuất phương tiện đường sắt lên một tầm cao mới vì hiệu suất tốt và nhiều lợi thế. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ sản xuất và ứng dụng hợp kim nhôm, nó sẽ trở thành chủ đạo của sự phát triển và ứng dụng của đường sắt hiện đại. Chúng ta phải liên tục thực hiện nghiên cứu và phát triển kỹ thuật để thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành vận tải đường sắt Trung Quốc.