Применение алюминиевых экструдированных профилей в сфере железнодорожных перевозок

Алюминий является наиболее распространенным металлическим элементом в земной коре. Алюминиевые изделия стали вторым по величине металлическим материалом после стали. Они широко используются в аэрокосмической, железнодорожной транзитной, автомобильной, судостроительной, инженерной, электронной технике, нефтехимической промышленности, инфраструктуре и других областях. Благодаря руководству национальной политики и огромному рыночному спросу, экструдированные профили из алюминиевого сплава сыграли важную роль в области железнодорожного транзита в последние десять лет из-за их легкого веса, коррозионной стойкости, высокой удельной прочности, простоты обработки и формования, умеренной стоимости и других преимуществ, что в значительной степени способствовало развитию отрасли и облегчило поездки людей.

Алюминиевые экструдированные профили в сфере железнодорожного транспорта

Преимущества алюминиевого профиля для кузова рельсового транзитного вагона

Еще в середине 20-го века Европа, Америка, Япония и другие страны начали изучать использование алюминиевого профиля для производства железнодорожных транспортных средств для замены стали для снижения веса. В настоящее время материалы из алюминиевых сплавов широко используются в большинстве железнодорожных транзитных поездов в мире. Согласно цели снижения веса и требованиям аэродинамики, кузов высокоскоростного поезда со скоростью более 300 километров в час должен использовать легкие материалы, а кузов поезда со скоростью более 350 километров должен использовать легкие материалы, кроме шасси. Появился алюминиевый профиль железнодорожного транзита.

Разработка алюминиевого профильного кузова автомобиля в Китае началась в 1990-х годах. В настоящее время среди четырех типов CRH1, CRH2, CRH3 и CRH5, используемых в электропоездах пассажирских специализированных железных дорог, за исключением того, что кузов вагона CRH1 изготовлен из нержавеющей стали, остальные три типа кузовов автомобилей EMU изготовлены из алюминиевого сплава. Материалы, используемые для изготовления кузовов железнодорожных транзитных вагонов, в основном включают углеродистую сталь, нержавеющую сталь, алюминиевый сплав и композитные материалы, из которых алюминиевый сплав является наиболее важным.

И нержавеющая сталь. В таблице 1 показано сравнение эксплуатационных характеристик этих четырех материалов. Видно, что всесторонние эксплуатационные преимущества кузова автомобиля из алюминиевого сплава очевидны. Легкое снижение веса, энергосбережение и снижение потребления. Плотность алюминиевого сплава составляет около 2,7 г/см3, что составляет около 1/3 от плотности стали. В то же время он имеет хорошее соответствие прочности, пластичности и ударной вязкости. Применение алюминиевого профиля в кузове поезда позволяет не только удовлетворить требования безопасности пассажиров и комфорта передвижения, но и значительно снизить собственный вес, энергопотребление и загрязнение окружающей среды. По статистике, алюминиевый сплав, используемый в вагоне поезда, составляет около 9 тонн, а если использовать всю сталь, то может достигать 12-13,5 тонн; Более того, на каждые 10% снижения веса поезда топливо может быть сэкономлено на 8%, а эффект энергосбережения и снижения потребления является значительным. Прост в обработке и форме, прост в обслуживании. Алюминиевый сплав имеет отличные характеристики обработки и формования, а также производительность сварки модулей. С совершенствованием технологических процессов некоторые предприятия Китая имеют возможность экструдировать и производить крупногабаритные, специально профили, тонкостенные и полые профили длиной более 30 метров за один раз, и имеют хорошие эксплуатационные характеристики. Глубокая обработка алюминиевого профиля требует только заготовки, сборки и крупной роботизированной сборки и сварки. Последующее обслуживание простое, легко заменяемое, не требуется удаление ржавчины, процесс прост и рабочая нагрузка невелика [3].

Отличная коррозионная стойкость. На поверхности алюминиевого сплава легко образуется однородная и плотная оксидная пленка естественным путем, которая обладает отличной коррозионной стойкостью в атмосферной среде. Особенно для некоторых компонентов со сложной формой и трудно поддающихся окраске, алюминиевый сплав имеет более очевидные преимущества. Если использовать технологии анодирования, электрофореза, напыления и другие технологии обработки поверхности, коррозионная стойкость алюминиевого профиля будет дополнительно улучшена, что более выгодно для продления срока службы кузова поезда.

Звукоизоляция и шумоподавление, красивый и щедрый. Алюминиевый профиль можно анодировать, раскрашивать и герметизировать, благодаря чему профиль имеет разные цвета, хорошее оформление и выглядит торжественно и щедро; Кроме того, полая конструкция алюминиевого профиля обладает хорошими герметизирующими характеристиками, что способствует звукоизоляции, шумоподавлению и высокому комфорту. Стоимость умеренная. Условно говоря, цена на алюминиевый профиль высока, а стоимость изготовления увеличивается. Однако алюминиевый профиль реализует легкий вес кузова поезда, и приносит преимущества повышенной транспортной способности, сниженного энергопотребления, простоты обслуживания и низкой стоимости. Кроме того, стоимость переработки корпуса из алюминиевого сплава при утилизации примерно в 4,8 раза превышает стоимость стального корпуса. Поэтому с точки зрения жизненного цикла стоимость кузова автомобиля из алюминиевого сплава является умеренной и экономичной.

В настоящее время алюминиевый сплав, используемый для изготовления кузова рельсового транзитного вагона в Китае, в основном включает в себя серии 5xxx, серии 6xxx и серии 7xxx, из которых серия 5xxx имеет три марки 5052, 5754 и 5083, серия 6xxx имеет девять марок 6a01, 6005, 6005A, 6008, 6060, 6061, 6063, 6082 и 6106, а серия 7xxx имеет четыре марки 7003, 7005, 7b05 и 7020, которые в основном используются для производства боковых стен, потолка, пола, днища, тяговой балки, поперечной балки, шпалы, юбки, торцевой стенки, энергопоглощающих деталей, оборудования кабины, внутренней отделки кузова автомобиля и других профилей кузова рельсового транзитного вагона, и большинство из них представляют собой большие, тонкостенные, полые и специальные профили. С разработкой применения материалов кузова автомобиля,

В Китае сплавы 6a01 и 7b05 в основном используются для материалов кузовов высокоскоростных железных дорог, в то время как сплавы 6005A и 6082 в основном используются для материалов кузовов городского железнодорожного транспорта. Подсчитано, что общий спрос на алюминиевые материалы отечественных пассажирских железнодорожных транспортных средств в период 13-й пятилетки составляет около 253000 тонн, из которых общий спрос на алюминиевые материалы высокоскоростных железнодорожных транспортных средств составляет 132000-156000 тонн, спрос на междугородние железные дороги составляет 10000 тонн, а спрос на городские рельсы (включая маглев, средне- и низкоскоростной маглев, метро, надземная городская железная дорога, городская скоростная железная дорога, городская монорельсовая дорога и т.д.) составляет 72000 тонн. Кроме того, некоторые алюминиевые материалы также требуются для строительства в автомобиле таких объектов, как багажная полка, шкаф для хранения, санитарные помещения, система кондиционирования и вентиляции, система освещения и связи, вокзал и другие объекты.