Penerapan paduan aluminium dalam peralatan transit kereta api yang ringan

Paduan aluminium memiliki serangkaian karakteristik yang sangat baik seperti kepadatan rendah, kekuatan dan kekakuan spesifik yang tinggi, konduktivitas / konduktivitas termal yang baik, penyerapan kejut dan ketahanan redaman, perisai elektromagnetik dan penyerapan energi tinggi pada tingkat regangan tinggi. Oleh karena itu, secara luas digunakan dalam kedirgantaraan, transit kereta api, industri pembuatan kapal, produk elektronik 3C dan bidang lainnya.

Penerapan paduan aluminium dalam peralatan transit kereta api yang ringan

Paduan aluminium adalah bahan struktur logam pertama yang digunakan untuk peralatan transportasi ringan. Saat ini, badan kereta berkecepatan tinggi di berbagai negara pada dasarnya telah mengadopsi rangka paduan aluminium. Selain itu, banyak bagian seperti penutup atas bodi mobil dan gearbox box juga terbuat dari aluminium.

Paduan aluminium telah banyak digunakan dalam produk peralatan transit kereta api di berbagai negara karena bobotnya yang ringan, ketahanan korosi dan formabilitas yang baik, terutama termasuk bodi mobil dan suku cadang dengan permintaan ringan.

Bodi mobil paduan aluminium

Pengembangan teknologi produksi profil paduan aluminium skala besar memungkinkan modernisasi kereta api dan ringan. Untuk kendaraan kereta api, berat struktur tubuh menyumbang sekitar 15% ~ 30% dari berat seluruh kendaraan. Oleh karena itu, penurunan berat badan sangat penting untuk mempercepat kendaraan. Di Jepang, profil berongga berdinding tipis yang kompleks yang dihasilkan oleh paduan 6n01 (yaitu paduan 6005) dengan kinerja ekstrusi yang lebih baik, kinerja pengelasan dan kinerja korosi stres telah dikembangkan, yang telah berhasil menggantikan profil 7N01 dan 7003 dan banyak digunakan dalam struktur lantai bodi mobil, pelat samping dan atap. Di Eropa dan Amerika, profil ekstrusi al-mg-si6005a dengan kinerja ekstrusi yang baik dan proses produksi yang disederhanakan terutama digunakan untuk bodi mobil paduan aluminium, yang secara efektif memecahkan masalah korosi stres pada premis mempertahankan kekuatan. Selain itu, 6061, 6063, 6082 dan 6085 profil ekstrusi juga secara bertahap dipopulerkan. Dalam hal pelat tubuh, 5083 paduan aluminium cacat adalah yang paling banyak digunakan.. Penelitian tentang bodi mobil paduan aluminium di China dimulai terlambat. Pada tahun 1989, Changchun Bus Factory mengembangkan kereta bawah tanah pertama dengan bodi paduan aluminium di Cina. Bodi mobil mengadopsi struktur plat balok, yang memiliki proses kompleks dan biaya tinggi dan belum dipopulerkan dalam skala besar. Pada tahun 1996, mantan Kementerian Perkeretaapian menyelenggarakan pengembangan bodi mobil paduan aluminium ICE2 dan memproduksi bodi mobil paduan aluminium struktur campuran pertama di Cina, yang mempromosikan pengembangan teknis profil paduan aluminium untuk kendaraan oleh perusahaan domestik. Pada tahun 2001, Changchun Bus Factory dari CNR group membangun lini produksi otomatis pertama bodi mobil paduan aluminium di Cina, dan mengembangkan dan memproduksi bodi mobil paduan aluminium EMUs (210 km / jam), kereta uji berkecepatan tinggi (270 km / jam) dan kendaraan metro dengan bahan domestik. CSR Nanjing Puzhen rolling stock factory, Zhuzhou Electric Locomotive Factory dan CSR Pabrik rolling stock Tangshan juga telah berturut-turut mendirikan lini produksi dan mulai memproduksi bodi mobil paduan aluminium. Pada tahun 2007, bodi mobil paduan aluminium 300 km / jam EMU (lihat Gambar 1) dirancang dan diproduksi secara independen oleh lokomotif Qingdao Sifang dan rolling stock Co., Ltd. berhasil offline. Hingga saat ini, R &D dan teknologi manufaktur bodi mobil paduan aluminium di China telah berada di peringkat di antara yang maju di dunia dan banyak digunakan dalam peralatan transit kereta api seperti EMU dan kereta bawah tanah.

Dengan peningkatan peralatan transit kereta api, penurunan beratnya tidak terbatas pada bodi mobil, dan lebih banyak bagian yang terbuat dari bahan baja tradisional telah digantikan oleh paduan aluminium berkekuatan tinggi yang baru. Saat ini, gear box, dukungan pegas udara, bodi kotak gandar, penutup ujung motor dan bagian es lainnya di Jerman, Shinkansen di Jepang dan TGV di Prancis umumnya terbuat dari paduan aluminium berkekuatan tinggi. Kereta berkecepatan tinggi "Blue Arrow" dan "China Star" China yang dikembangkan selama periode Rencana Lima Tahun Kesembilan juga menggunakan sejumlah besar kereta udara yang terbuat dari bahan paduan aluminium.

Lantai inti, baffle samping, penutup ujung motor, kipas motor, gearbox, dll. Dengan pengembangan peralatan transit kereta api yang berkelanjutan ke arah kecepatan tinggi dan beban berat, ada permintaan mendesak untuk komponen bogie ringan seperti motor traksi, set roda, pelat transmisi, bodi kotak gandar dan batang traksi. Paduan aluminium cor dan paduan aluminium tempa semakin banyak digunakan dalam komponen-komponen ini, dan paduan aluminium tempa memiliki lebih banyak keunggulan dalam kekuatan, pemanjangan dan ketangguhan dampak. Bahan yang digunakan untuk tempa paduan aluminium terutama paduan aluminium 2A14, 6082 dan 7050, 2A14 aluminium.

Penempaan memiliki kekuatan sedang setelah perlakuan panas dan cocok untuk bagian dengan beban besar; 6082 tempa paduan aluminium memiliki kinerja pengelasan yang baik dan cocok untuk bagian yang perlu dilas dengan bagian lain[13]; 7050 tempa paduan aluminium memiliki sifat mekanik komprehensif yang sangat baik dan ketahanan korosi tegangan, dan cocok untuk bagian beban dinamis. Chalco aluminium adalah kotak gandar paduan aluminium tempa berkekuatan tinggi 7050 yang dikembangkan dan diproduksi oleh perusahaan domestik, yang telah dimuat dalam batch dan diterapkan pada EMUs Makedonia yang diekspor, EMUs Ceko dan proyek lainnya. Potongan tunggal yang sudah jadi dari bodi kotak gandar paduan aluminium adalah sekitar 45 kg, yang hanya setara dengan 1/3 dari sepotong tunggal bodi kotak gandar baja cor. Dihitung dengan memasang dua bodi kotak gandar untuk setiap set roda, satu set roda dapat mengurangi 170 kg, dan efek penurunan berat badan cukup besar.

Aluminium Chalco adalah gambar fisik tempa mati batang ayunan motor dan batang tarik kotak gandar untuk bogie yang diproduksi oleh perusahaan domestik. Bahan produknya adalah 2A14. Merek paduan aluminium ini memiliki kinerja penempaan yang baik, kinerja sedang setelah perlakuan panas dan deformasi pemesinan kecil. Proses setiap proses dari serangkaian produk yang sama relatif matang, dan sekarang telah diproduksi dan dipasok secara stabil dalam batch.

Selain itu, paduan aluminium berkekuatan tinggi 7050 juga digunakan untuk menghasilkan bagian kunci dari perangkat penggerak poros berongga set roda - pelat transmisi. Struktur pelat transmisi tradisional adalah penempaan baja besar dengan massa 100 kg. Setelah menggunakan bahan paduan aluminium, massanya hanya sekitar 35 kg. Sebagai bagian penting dari massa bogie yang belum tergoyahkan, penurunan berat badannya memainkan peran yang jelas dalam meningkatkan kinerja dinamis seluruh kendaraan.

Singkatnya, menurut analisis penerapan paduan aluminium di industri kereta api, desain ringan peralatan transit kereta api pada tahap ini.

Bahan struktural logam yang digunakan terutama paduan aluminium, dilengkapi dengan paduan magnesium. Teknologi terkait paduan aluminium dalam industri angkutan kereta api relatif matang. Fokus penelitian berikutnya adalah mengembangkan paduan aluminium berkekuatan tinggi baru, mengurangi biaya produksi massal paduan aluminium dan memperluas jangkauan aplikasi paduan aluminium.