铝合金在高速铁路上的应用现状及发展趋势
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铝型材的优点有哪些由于工业铝型材具有质量轻、成型优、强度高、耐腐蚀、寿命长、可再生、少污染、维护费低等多种优点,在众多材料中脱颖而出,已经成为了高铁的最爱。
铝合金材料在车厢上的大规模使用使得高铁列车大大减轻了重量,为列车的高速行驶做出了重要贡献。
列车的高速行驶是一项系统工程,其中包含很多的技术条件和方法,而铁道列车的轻量化是实现列车高速重载的一个重要途径,即在其他条件相同的情况下,列车重量越轻速度就越快。
铝型材无疑是轻量化最好的材料,早在20世纪50年代,世界上较发达的一些国家就开始采用铝型材来制造铁路车辆,包括美国、加拿大、日本、俄罗斯、德国和法国等国。
在强度方面,纯铝的强度很低,但是添加一定元素形成的合金具有较高的强度,其"比强度"(强度与比重的比值)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料。
高强度的铝合金抗拉强度大于480兆帕,完全能符合高铁列车车厢的强度标准。
同时铝合金的塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用。
贝派工业铝型材主要从事工业类铝型材模具开发挤压生产及深加工。
贝派设计加工组装各种设备机架、工业围栏、输送线、流水线工作台、机械防尘罩、制药设备、电气柜、货架、商业展示架、非标自动化设备铝合金框架等。
铝型材的用途有哪些1、建筑用铝型材建筑铝型材主要包括门窗铝型材和幕墙铝型材;2、散热器铝型材主要应用于各类电力电子设备散热、LED照明灯具散热、及电脑数码产品的散热等。
3、工业铝型材一般工业铝型材是指:主要用于工业生产制造用的,如自动化机械设备、封罩的骨架以及各公司根据自己的机械设备要求定制开模,比如流水线输送带、提升机、点胶机、检测设备、货架等等,电子机械行业和无尘室等。
4、汽车零部件铝型材主要用于汽车零部件、连接件等。
5、家具铝型材主要用于家具装饰框、桌椅支撑件等6、太阳能光伏型材包括:太阳能铝型材边框、太阳能光伏支架、太阳能光伏瓦扣件等。
铝合金的研究现状及应用铝合金是一种由铝和其他元素(主要是铜、锰、锌、镁和铬)组成的合金。
它具有轻质、耐腐蚀、耐冲击等特点,是一种优质的工程材料,被广泛使用在航空、航天、船舶、汽车、医疗设备、照明灯具等领域。
近年来,随着科技不断发展,铝合金研究也得到了广泛的应用,并取得了许多巨大的成就。
首先,人们运用晶体缺陷进行了大量的研究,使铝合金更具有弹性,可以抗震、耐用、降低重量;其次,目前已经开发出了高强度、高磁导率、低密度的铝合金;最后,无极消解技术(WAMT)可以更有效地改善整体性能。
针对以上研究成果,现在的铝合金已被广泛应用于各个领域。
其中,航空航天领域是最大的应用方面,铝合金材料用于构建飞机和太空舱,为航空安全提供了有力的保障;船舶领域中,铝合金材料可以使船只更容易浮起,减少摩擦,减少排放的污染物;汽车领域中,铝合金材料可以减少汽车重量,使汽车节能减排;医疗设备领域中,铝合金材料可以提供安全的结构,提高复杂的精密仪器的精度;照明灯具领域中,铝合金材料可以组成灯具的散热处理,改善灯具的照明功效。
虽然铝合金具有诸多优势,但它也存在着一些风险。
主要是污染现象,其原因是因为在铝合金加工过程中容易产生污染物,例如铁污染物等,而且污染物也容易进入空气中,造成空气污染。
此外,铝合金材料也容易氧化,在长时间照射下易老化,还可能有交联反应而变脆。
因此,如何有效地利用铝合金材料,控制其污染、预防老化等方面仍然需要进行深入的研究和开发。
首先,要采取有效措施,避免在铝合金的加工过程中,污染物可以进入到空气中;其次,在铝合金表面进行防护处理,以延长它的使用寿命;最后,改进工艺来增加铝合金材料的韧性,以提高它的安全性能。
综上所述,铝合金是一种具有多种性能优势的优质工程材料,因此受到了广泛的使用。
然而,在应用中还存在一些问题,要求我们不断加以改进和完善。
让我们携手努力,为铝合金研究和应用发展做出贡献!。
铝合金的研究现状及应用近几十年来,随着人们对各种金属材料的发展,铝合金的研究也取得了显著的进展。
它具有轻质、高强度的特点,在航空航天、交通工具、军事装备、建筑工程、机械制造等诸多领域都有着广泛的应用。
本文将对铝合金的研究现状及其在不同领域中的应用进行综述。
首先,介绍铝合金的研究现状。
近几十年来,各国专家学者深入研究铝合金的成分、性能和加工技术,铝合金的科学性、实用性和性能发挥率也有了较大提高。
研究表明,采用现代化的熔融炼铝法和机械加工工艺,可以大大提高铝合金的性能和使用寿命,使铝合金的应用范围更加广泛。
其次,介绍铝合金在不同领域的应用。
在航空航天领域,铝合金具有较高的力学性能、延展性和形状记忆性,可以用于飞机机身内壁和机翼的制造。
在交通工具领域,铝合金用于汽车骨架、车身、发动机等部件的制造,具有轻量、耐蚀、防松性能等特点,为汽车的结构设计提供了新的选择。
在军事装备领域,铝合金用于防护装置、装甲板及火炮的制造,确保了武器的可靠性和耐久性。
在机械制造领域,铝合金用于制造活塞、泵体、齿轮等部件,具有高强度、轻质、热稳定性和抗腐蚀性等优点,使机械设备性能受益。
最后,总结一下铝合金的研究,由于铝合金具有轻质、高强度、高热稳定性等优点,已经成为各大工程领域的重要材料,在航空航天、交通工具、军事装备、建筑工程和机械制造等领域得到广泛应用。
然而,由于铝合金的加工和后处理技术仍然相对落后,性能的发挥空间也有待进一步提高。
因此,有必要继续加强铝合金的研究,提高铝合金的性能、加工工艺和后处理技术,在未来的应用中发挥更大的作用。
综上所述,铝合金的研究在近几十年中取得了重大进展,它已成为工业领域中不可缺少的重要材料,在航空航天、交通工具、军事装备、建筑工程和机械制造等领域中都有着广泛的应用,但是仍有大量的潜力可以挖掘。
因此,有必要加强对铝合金的研究,探索出更适合不同领域应用的合金配方、加工技术及后处理技术,促进铝合金的进一步发展和应用。
6005铝合金应用
1.轨道客车轻量化车体结构是铁路实现列车高速运行的关键技术之一,大型中空挤压型材6005A-T6铝合金是一种中等强度铝合金,主要用于城
铁客车、铁路客车,尤其是高速动车组的车体制造。
2.具有中等强度,良好的塑性、抗腐蚀性、焊接性及加工成形性,综
合性能优良。
主要用于制造焊接结构件、高塑性和高抗蚀性德机械零件,
近年来该合金厚板成为制造高速列车车头的重要材料。
3.6005合金型材代替6063合金型材用于建筑幕墙。
6005-T1抗拉强
度和屈服强度等同于6063-T5的,伸长率是其的两倍,这对弯弧使用的型
材有其优越性,且无需6063型材那样弯弧后在进行人工时效,减少了工序,节约了成本。
6005-T5的力学性能高于6063-T6,应用于建筑幕墙上
时在力学性能方面有保障,经质量中心检测,其空气渗透性、雨水渗透性、风压变形性能及平面内变形性能都达到了国家标准规定的一级水平。
5.Al-Mg-Si系铝合金是可热处理强化型铝合金中唯一没有发
现应力腐蚀开裂(cc)现象的合金,还有中等强度、优异的成形性和
耐腐蚀性及较低的密度。
6005A可经大型挤压机挤压出断面形状复杂的大
型宽扁薄壁空心型材,能在挤压机上实现在线风冷或水雾冷淬火。
国内外高速铁路机车的现状、特点与发展趋势(doc 10页)在CRH系列动车组中,动车组成零部件大约有12000件,拖车组成零部件也在8000件左右,大概可以分为145个子系统,涉及到电子、微电子、计算机技术、网络技术、通讯技术,以及机械加工、非金属材料、电器制造等等,直接参与设计制造的企业达100多家。
经过工程技术人员的艰辛努力,掌握了在车辆的系统集成技术、轻量化技术、高速转向架技术、交流传动技术、高速受流技术、高速制动技术、网络控制技术、人机工程技术、节能环保技术等方面的关键技术。
近几年来,高速铁路越来越被我国整个交通界所关注,CRH动车组凭借其诸多优点,已得到了世界高速铁路界的认可,有些国家已准备引入我国CRH动车组的技术。
CRH动车组虽代表了我国高速列车制造的最高水平,但其发展也存在着一些阻碍。
接下来,我们将对CRH动车组的优点,及其在我国的发展受限方面进行介绍。
CRH动车组的优点主要表现为:技术先进,安全可靠,乘坐舒适,卫生环保,低噪音。
我们将对这些优点进行一一介绍。
1.1 技术先进——采用标准先进模块化设计采用国际通用和先进的标准设计制造。
CRH系列动车组流线型车头和圆滑鼓形断面车体、高速无摇枕转向架等,使它具有优良的高速运行品质;轻量化设计的铝合金或不锈钢车体,大大降低了车体的重量,节能效果显著。
成熟的大功率交流传动技术和国际上最先进的元器件,使它具有了高可靠性;先进的计算机网络控制技术,能够实现对动车组各个系统的控制,同时对系统进行监视和故障诊断,并与地面进行通信,实现地面对动车组的监视;动车组设备均采用模块化的结构,大部分故障只需要更换部件或局部维修。
动车组所选用的非金属材料均严格按照国际的防火标准执行,重要设施都具有防火措施。
设置的防火报警系统可确保发生火灾时,动车组能够驶离不宜停车的地段。
车厢两端的防火设计,确保在l5分钟内火灾不会蔓延到邻车。
1.2 安全可靠——信息化管理自诊断功能CRH 系列动车组所具有的高强度铝合金和不锈钢车体,确保了整车的安全性。
铝材的应用领域铝材是一种重要的工业材料,由于具有轻、强、耐腐蚀、导电、导热等优良特性,被广泛应用于航空、汽车、建筑、电子、包装等领域。
本文将针对铝材的应用领域进行详细介绍。
一、航空领域铝材拥有轻质高强、良好的加工性和反腐蚀等特点,是航空领域中不可或缺的材料之一。
铝材常用于制造飞机外壳、蒙皮、机身框架、发动机外壳等部件,例如美国波音公司的787梦想客机采用了50%的铝合金材料。
铝材的优良性能不仅能够降低飞机的重量,提高飞行速度和升限,还可以减少油耗和减轻环境污染。
二、汽车领域随着汽车工业的快速发展,铝材被广泛应用于汽车制造领域。
铝材的高强度、轻质、耐腐蚀、导热等优良性能,可以大大提高汽车的性能和燃油经济性。
例如汽车引擎罩、车身、发动机水箱、制动系统等部件均可以采用铝材进行制造。
铝材的应用还能够减轻车重、提高悬挂系统的稳定性、降低噪音振动、提高汽车的加速性和最高速度,提高行驶的安全性和舒适性。
三、建筑领域铝材在建筑领域应用广泛,主要是因为铝材的外观美观、轻质、耐久等特点。
例如:铝合金门窗、铝合金幕墙、铝合金天花、铝合金墙板等。
随着建筑物设计和消费者需求的不断变化,铝材的应用也在不断地扩大。
与此铝材的回收与利用也得到了越来越多建筑企业的青睐,实现了节约能源与环境保护的双重效益。
四、电子领域铝合金是一种优良的电子材料,被广泛应用于电子、通讯和计算机等领域。
铝合金的高导电性、热导性和优良的耐腐蚀性能,使得其在电子器件、通讯设备、计算机外壳等部件中得到了广泛应用,例如电子产品中的散热器、外壳、键盘等。
铝合金还可以作为电池的外壳和电线的保护层,确保了电子产品的稳定性和可靠性。
五、包装领域铝材在包装领域中也扮演着重要的角色。
铝材的轻质和良好的延展性、可塑性,使其成为包装材料的首选。
铝材可以用于纸包装、罐头包装和软包装,能够充分保护食品、药品等物品质量,防止氧化、水分等杂质的进入。
因为铝材可以循环使用,其回收和再利用也具有明显的环保意义。
焊接技术在轨道交通车体中应用现状及发展趋势轨道交通车体的焊接技术是保证车体整体结构安全性和运行稳定性的重要环节。
随着轨道交通的快速发展和技术水平的提高,车体焊接技术也在不断发展,应用越来越广泛。
现在就轨道交通车体焊接技术的应用现状和发展趋势进行详细介绍。
一、应用现状1.车体结构类型多样化:目前轨道交通车体采用的结构类型多样化,如承重钢构铝合金车体、整体铝合金车体、复合材料车体等,不同结构类型对焊接技术的要求也有所不同。
2.焊接工艺成熟:车体焊接工艺经过多年的实践积累已趋于成熟,包括焊接接头的设计、焊接材料的选择、焊接工艺参数的确定等工艺要点。
3.自动化焊接设备广泛应用:为了提高生产效率和焊接质量,自动化焊接设备在轨道交通车体焊接中得到广泛应用。
如焊接机器人、自动焊接设备等,提高了焊接工作的精度和稳定性。
4.焊接质量要求高:轨道交通车体作为运行在高速、高强度载荷的交通工具上,焊接质量要求高。
焊缝的牢固度、密实性、焊接缺陷的控制等都是焊接质量的重要指标。
二、发展趋势1.高强度焊接材料的应用:随着材料科学技术的进步,高强度焊接材料的研发和应用也得到了进一步推进。
未来轨道交通车体焊接将会更多地采用高强度焊接材料,提高车体整体的强度和耐久性。
2.先进焊接工艺的引进:先进的焊接工艺,如激光焊接、电子束焊接等,已经在一些领域得到了应用。
随着技术的进步,这些工艺将逐渐引入轨道交通车体焊接领域,提高焊接工艺的精度和效率。
3.智能化焊接设备的发展:随着人工智能技术的不断发展,智能化焊接设备将逐渐替代传统的焊接设备,实现焊接过程的自动化和智能化。
这将大大提高生产效率和产品质量。
4.焊接工艺的优化:未来焊接工艺将更注重优化,通过模拟、模型优化等技术手段,提高焊接接头的设计和焊接工艺的优化,减少焊接变形和残余应力,提高车体的稳定性和安全性。
轨道交通车体的焊接技术在应用现状已经相对成熟,不断发展的趋势也十分明确。
高强度焊接材料的应用、先进焊接工艺的引进、智能化焊接设备的发展以及焊接工艺的优化将是未来车体焊接技术的发展方向。
2023年铝合金行业市场规模分析近年来,铝合金在不同领域应用的不断扩大,使得铝合金行业市场规模不断增长。
本文将从市场规模、行业现状及发展趋势等方面进行分析,为读者提供相关的参考。
一、市场规模分析铝合金作为一种轻量化、高强度的材料,被广泛应用于航空、汽车、建筑、电子等行业。
根据统计数据,目前全球铝合金市场规模已经达到6000亿美元左右,在全球金属材料市场中占有相当重要的地位。
在中国市场上,铝合金的需求量增长迅速,目前已经成为我国各个行业中广泛使用的材料之一。
根据中国市场监管局发布的报告显示,2019年我国铝合金市场规模已达到1300亿人民币左右。
按照年增长率6%计算,预计2025年市场规模将突破2200亿人民币。
二、行业现状分析1、行业特点铝合金行业作为新兴行业,在我国起步较晚。
然而,在不断引进技术和设备的情况下,铝合金行业已经成为我国一种重要的制造业和高新技术产业,其应用范围和市场需求逐年扩大。
2、行业发展瓶颈虽然我国铝合金市场正处于快速发展阶段,但仍存在一些瓶颈制约了其进一步的发展。
其中包括:(1)材料的低成本和高性能的矛盾。
铝合金材料的生产成本较高,而且使用的原材料价格波动较大,这对铝合金行业整体的发展带来了挑战。
(2)国内企业品牌影响力不足。
国内企业在发展铝合金上缺乏强有力的品牌影响力,这造成了一定的困难。
(3)环保法规压力加大。
我国针对环境的法规不断增加,在制定和执行环保政策方面会增加铝合金企业的研发和生产成本。
三、行业发展趋势分析1、材料需求的增加随着我国工业化进程的加速,对材料的需求量也在不断上升。
这使得铝合金市场需求将会继续增长。
特别是在航空、建筑和电子等领域的应用需求增加,将进一步推动铝合金行业的市场规模。
2、新技术的引进新技术的引进不仅能够提高铝合金的性能,还能减少生产成本。
近年来,我国有关部门加强了对高新技术的扶持和引进,使得新技术的应用在铝合金行业中不断推广。
预计在未来的几年,新技术的应用将进一步扩大。
机车车辆材料应用现状和发展趋势宋家斌谭志勇张世威高治訸发布时间:2023-06-14T05:48:52.224Z 来源:《工程建设标准化》2023年7期作者:宋家斌谭志勇张世威高治訸[导读] 机车车辆的轻量化涉及到新型轻质材料、工艺及结构的不断创新和突破,就材料而言,目前仅铝合金材料在高速列车上应用较广,而镁合金、钛合金、碳纤维和复合材料尚未在高速列车中得以广泛使用,受限于材料自身成本以及部分关键技术暂未突破,我国高铁的轻量化应持续的以轻质金属,如铝、镁合金为主,在保证车辆安全稳定的同时,利用高性能的镁、铝合金取代越来越多的钢制部件;同时对轻质金属强化工艺的突破以及列车结构的整合将使得列车进一步减重。
中车大连机车车辆有限公司辽宁省 116000摘要:机车车辆的轻量化涉及到新型轻质材料、工艺及结构的不断创新和突破,就材料而言,目前仅铝合金材料在高速列车上应用较广,而镁合金、钛合金、碳纤维和复合材料尚未在高速列车中得以广泛使用,受限于材料自身成本以及部分关键技术暂未突破,我国高铁的轻量化应持续的以轻质金属,如铝、镁合金为主,在保证车辆安全稳定的同时,利用高性能的镁、铝合金取代越来越多的钢制部件;同时对轻质金属强化工艺的突破以及列车结构的整合将使得列车进一步减重。
关键词:机车车辆;材料1 机车车辆车体应用材料发展现状1.1 国外机车车辆车体材料的应用和发展状况日本于1964年正式运营了世界第一条高速铁路—东海道新干线。
该线路使用0系电力动车组,采用普通碳素钢作为主要车体材料,最高时速达210 km/h,但由于车体腐蚀严重,该车组已于1976年提前退役。
随后研发的100系最高时速达230 km/h,其所用车体材料沿用0系所采用的碳素钢,仅在车顶部分采用波形不锈钢,以提高其稳定性,但却仍因车身老化现象严重而退役。
1992年300系电力动车组“希望号”车体采用材料为6N01-T5铝合金挤压型材,其运行速度为270 km/h。
铝合金在高速铁路上的应用现状及发展趋势摘要:铁路运输是我国主要的交通运输方式,在国民经济中起着非常重要的作用。
而铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具,是铁路中的一个主要环节,随着社会的进步,运输对车辆的要求越来越高。
车体作为车辆的一个主要部件,其轻量化设计就成为一个关键的问题。
高速列车的轻型化对于发展交通运输、改善机车车辆运行平稳性、降低能源消耗、减少轮轨磨耗都是至关重要的。
当今世界上,大多数发达国家采用铝合金为材质制造车体结构,介绍目前国内外铁路运输中铝材的应用优势及其主要障碍,通过使用铝材来代替传统的钢铁材料,可大大减轻自重以降低能耗、减少环境污染、提高经济性。
并对铝材的发展趋势做了猜测。
关键词铝合金;现状;发展趋势1引言铁路运输工业正面临越来越严重的三大课题:能源、环保、安全。
减轻火车自重以降低能耗,减少环境污染,节约有限资源已成为火车运输关注的焦点。
轻量化是火车发展的一个重要趋势,通过使用轻质材料来替代传统的钢铁材料,可以减轻火车的质量,以达到节省燃料的目的。
因此,越来越多的轻质或高比强度的材料受关注,如板、铝合金。
本文就高速铁路客车用铝合金材料的现状及发展趋势做些讨论。
2铝合金的特点及其应用优势2.1铝合金的特点铝的密度小,仅为2.7(属轻金属),约为钢的1/3。
由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。
铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂外形的零件。
铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度则胜过某些合金钢。
铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。
铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。
铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。
铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。
利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。
铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。
成本低,而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件,这也是他的特点之一。
它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围。
这是什么意思呢?也就是说,碳素纤维因为有纤维的特性所以在一定的纤维方向上受力能力很强,但是在在别的方向上的受力就会很差。
在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维,在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的。
而铝合金在承受了一定的力量后,会慢慢变形再损坏。
还有就是铝合金容易加工和具有高度的散热性。
特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料。
这里几乎完全是铝合金的一家天下。
此外,铝合金的加工工艺多种多样。
通用性较强。
2.2铝合金在高速铁路运输的优点(1)轻量化,节能降耗,有利环保。
在强度刚性满足安全要求的同时,使用铝合金可大大减轻机车车辆的自重,一般来说铝合金车辆比钢质车辆轻30%~50%,对于高速列车车辆的轻量化最有效的途径就是尽可能多地提高车辆的运功铝比例。
(2)具有优良的耐火与耐电弧性。
虽然铝的熔点大大低于钢的熔点,但车体的耐火耐电弧性不仅和材料的熔点相关,还与材料的导热性相关。
铝合金材料与钢铁相比具有优良的导热性,其散热性比刚要好。
(3)耐腐蚀性。
铝合金表面易形成一层致密的氧化膜,在大气中具有很好的抗氧能力。
因此铝合金比钢质车体具有更好的耐腐蚀性,特别是车体不易涂覆的部位。
同时铝合金表面可以化学着色、上漆、喷涂,通过这些方法大大提高了铝构件的耐腐性。
可使车体表面美观,给人舒适的感觉。
(4)便于加工、制造、维修。
随着大型中空、复杂断面铝塑材的开发应用,铝材焊接技术的不断进步,铝合金车辆制造技术日趋成熟铝合金件的易于更换,不需除锈,适用于各种表面处理,便于维护,还可以回收的特点,是制造工艺大大简化,制造所需工作量也较钢质车体大大减少。
(5)价格适中。
铝材价格较高,使得车辆制造成本增加,但由于铝合金使得车辆轻量化,车辆的轻量化带来了运能的增加,耗能的减少,维修的费用降低。
以车辆出厂10a的检修工时对比为例,钢车为100%,铝车为52%。
报废车辆的回收价值,钢车为100%,而铝车为480%。
从综合经济效益来看,采用铝合金车辆时经济合理的,最终成本是适中的。
3铝合金在高速铁路的应用现状在全世界要求节能环保的呼声日益高涨的大形势下高速铁路正向轻量化、低能耗方向发展。
铝及其合金作为轻量化的首选材料,具有其他材料无法比拟的优良性能。
在铁道车辆上,铝合金主要作为车体结构,在铝合金车体上型材约占总量的70%、板材约占27%,铸锻件约占3%左右。
3.1国内的应用情况铝合金车体具有重量轻,耐腐蚀,外观平整度好和易于制造复杂美观曲面车体的优点,因而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎,世界各国逐渐停止制造碳钢车体,转向制造不锈钢和铝合金车体.不锈钢车体密封性差,而且,只能应用在城市轨道车辆和中等速度运行的铁路车辆上,铝合金车体不仅能应用在城市轨道车辆上,而且在高速铁路车辆制造上具有其它材料不可替代的功能,因此,铝合金车体的发展比不锈钢车体前景更好,目前投入运营的铝合金城市轨道车辆和铁道运输车辆达到3万多辆,发展中国家如韩国和中国也在大力发展铝合金车体,并具备批量生产铝合金车体的能力..由此可以看出,在世界范围内,生产制造铝合金车体是铁路运输事业和城市轨道车辆发展的必然趋势.目前铝合金车体制造技术在中国的发展历程我国开发铝合金车体的起步比较晚.1989年,长春客车厂参照日本模式开发了首辆铝合金地铁车体,目前该车体仍然在北京运行.由于该车体在设计上采用板梁结构,制造工艺烦琐,平整度差,成本高而没有在市场上大规模推广使用.1996年,铁道部组织人力,物力开发了2型结构铝合金车体,采用德国进口材料,用简易自动焊设备和自制窗口机加设备成功制造出了中国第一台混合结构铝合金车体.该车体的制造成功,客观上促进了国内企业对车辆用铝合金型材的技术开发,经过8年的铝合金大型型材的基础产业研究,目前在关键材料配套上已经实现国产化,为铝合金车体降低成本和市场化提供了前期条件.长春客车厂于2001年建成国内第一条铝合金车体自动化焊接生产线,并利用国产材料,开发制造了国内第一辆磁悬浮列车, ,武汉地铁,广州2号线地铁车体,深圳地铁和上海地铁车体.南京蒲镇车辆厂,株洲电力车辆厂和唐山车辆厂等也相继建立生产线,开始生产铝合金车体.铁道部为实现铁路的跨越式发展,引进国外先进技术,准备在中国运营高速铁路.如果该项目投入运营,将有1000多辆的高速车体需求,这一巨大的市场,必将推动中国铝合金车体制造技术的发展。
铝合金车体制造的关键技术铝合金车体完全不同于碳钢车体的制造.4铝合金应用的主要障碍初期国内的铝合金车体,只是模仿国外的结构和工艺,但在具体的生产过程中,工程技术人员逐渐意识到铝合金车体制造是一个综合的复杂技术,单纯追求设计技术和工艺技术都不能获得很好的效果,例如,在结构中某个成形槽深度尺寸过大,过小,横向尺寸过宽,过窄均有可能对结构造成致命的质量隐患,而这些问题,又不能象碳钢车体那样,可以处理解决.因此,研究铝合金车体综合技术是制造铝合金车体的关键,关键技术有车体设计技术,自动焊接技术,焊接变形控制技术,焊接变形校形技术,厚铝板弯曲成形技术,大断面型材弯曲成形技术,部件分体装配技术,质量保证和检测技术等.4.1铝合金车体设计技术4.1.1型材设计技术:型材的设计是铝合金车体设计中很重要的部分.型材的插口形式,宽度公差,各部分的壁厚偏差和肋板位置,厚薄直接关系到焊接的熔透性和部件装配后的尺寸公差和焊接刚度.如果插口槽尺寸公差不对,大型材插接后又很难调整间隙,直接后果是无论如何优化焊接参数,仍然不能保证焊接质量.型材宽度公差不对,型材焊接后会导致整个部件变窄或变小,而这些问题产生后,很难有办法解决;型材模具决定了材料的不可逆性,因此设计型材要考虑车体焊接,部件刚度和整体尺寸公差.4.1.2部件设计技术:铝合金车体部件的设计,要充分考虑等强度设计原则,不宜采用补强方案.由于铝合金焊接比钢焊接难度大得多,任何不合理位置的补焊均对质量产生致命隐患,因此设计要充分考虑焊接技术,尺寸公差综合控制,部件分体装配的可行性,各大部件接口的合理性等问题.4.1.3铝合金车体自动焊接技术铝合金良好的焊接质量需要投入更大的资金进行人员培训,为降低人员成本,铝合金焊接适合采用自动化焊接.铝合金车体焊接通常分为车体大部件自动焊和总成自动焊,大部件自动焊一般指车顶板,地板,边梁,底架,车顶及侧墙自动焊;总成自动焊一般指侧墙和车顶,侧墙和底架连接缝自动焊.小部件焊接中,枕梁等关键部件也经常使用机械手进行焊接.铝合金车体制造中投入大型关键焊接设备,是制造铝合金车体的必备条件4.1.4铝合金车体制造过程中的焊接变形控制技术铝合金焊接过程中,在自由状态下将产生比钢大2倍的焊接变形,而过大的焊接变形,很难有合适的调修手段可以解决.因此,铝合金车体制造过程中,必须严格控制焊接变形.焊接变形的控制,一般采用大部件整体反变形技术,压铁防变形技术,真空吸盘固定防变形和大刚度卡具防变形等.在国内,目前基本上采用以上方法进行综合防变形.4.1.5铝合金车体制造过程中的变形调修技术最好的工艺措施,只能保证焊接变形量为最小,但不可能完全消除焊接变形.部件焊接后,需要进行一次综合的变形调修,变形调修一般采用火焰调修加压铁配重和机械加压的方法,变形调修温度需要控制在200以下.4.1.6厚铝合金板和空心型材弯曲成形技术铝合金板材由于材料延伸性能差,表面硬度低,弯曲成形比钢困难,因此压制厚铝板需要特殊的模具,模具一般采用橡胶和钢座粘合结构.空心铝型材铝材应用在高速铁路上会碰到许多技术上的难题,加工难度比钢材大很多。
例如车身大部分的工件是靠冲压成形,假如用冲压钢板的方法上去冲压铝板,会出现裂缝和褶皱;典型的浅冲铝合金车身板的冲压性能与钢板基本相同。
但是,由于铝合金深冲压性能较差,为防止断裂,应尽量减少集中拉伸,深拉时要进行良好的润滑并采用异形坯料,以促使金属顺利流进模具。
铝合金的冲压成形模具与钢的几乎可以通用,但在必要时可将工具外形稍加修改以提供不同的反弹特性。
对于某些非凡的铝合金可实施局部或分步作业,例如弯曲、下翻边、折边和空翻边等。