鉄道車両のアルミニウム合金

鉄道輸送は重要です

社会主義経済の発展に極めて重要な役割を果たしている中国の交通。鉄道車両は、鉄道輸送において乗客や商品を運ぶ輸送手段です。鉄道の主要なリンクとして、鉄道の急速な発展に伴い、鉄道車両は軽量化に向けて改善を続けており、アルミニウム合金材料の適用はその軽量化を促進するための重要な措置である。本稿では、鉄道車両へのアルミニウム合金の適用について論じる。

1 アルミニウム合金の特徴

アルミニウムは密度の低い軽金属で、鋼鉄の約1/3です。アルミニウムに1種または複数の元素を添加すると、アルミニウム合金を構成する。アルミニウムと比較して、アルミニウム合金は、より多くの強度および硬度、より良い物理的および機械的特性、良好な耐久性、容易な加工および広い適用範囲を有する。低炭素鋼と比較して、その強度はいくつかの合金鋼よりも優れている可能性があります。添加された合金元素によれば、アルミニウム合金は、アルミニウムマンガン合金、アルミニウム銅マグネシウム合金、アルミニウム銅合金などに分けることができ、異なる種類のアルミニウム合金は、異なる特性および適用範囲を有する。次に、その主な特徴を詳細に分析します。

1)軽量。アルミニウムの密度は鋼鉄の密度の1/3です。アルミ合金製の車体は、スチール製よりも30%軽量化され、軽量化の要求を実現しています。

2)優れた機械的特性。現在、各種産業構造部品に使用されているアルミニウム合金のほとんどは、「Ai mg Si」シリーズに属する6061-T6です。その機械的特性は安定しており、優れたものであり、エンジニアリングでの使用に便利です。

3)よい耐食性。アルミニウム合金を空気に曝すと、表面に微細な酸化皮膜を形成することができ、腐食を効果的に防止することができる。したがって、他の材料と比較して、それはより良い耐食性、長寿命および低い操作およびメンテナンスコストを有する。実験は、一般的に使用されるアルミニウム合金材料の中で、AI mg 5083が良好な耐食性を有し、続いてAI mg Siが続くことを示している。

押出特性。AI mg SIシステム材料は良好な押出特性を有するが、AI mgシステムおよびAI mg SIシステムは不十分な押出特性を有する。6005bおよび6005cは、ますます広く使用される7N01合金の肉厚方向の応力腐食割れ耐性を改善した。

2.鉄道車両へのアルミニウム合金の応用利点

1)環境保護に役立つ省エネと消費の削減。軽量に基づいて、アルミニウム合金はまた、強度の安全性の要件を満たすことができます。高速鉄道の場合、車両を軽量化する最善の方法は、車体に使用されるアルミニウムの割合を増やすことです。

2)加工と製造に便利です。アルミニウム合金製造プロセスおよびアルミニウム合金車両製造技術の継続的な進歩により、アルミニウム合金車体の製造プロセスが大幅に簡素化され、製造作業負荷が比較的軽減される。錆の除去を必要とせず、リサイクルが可能で、メンテナンスが容易で、加工と製造に役立ちます。また、様々な表面処理にも適しています。アルミニウム合金の表面に色を付けてスプレーして耐食性を向上させ、車体の表面をより美しくすることができます。

3)価格は中程度です。アルミニウム材料の価格は高く、アルミニウム合金材料の車両製造コストは上昇している。しかし、軽量の特性のために、アルミニウム合金は輸送能力の増加、エネルギー消費の削減、鉄道車両のメンテナンスコストの削減をもたらしました。さらに、アルミニウム合金車はより多くのリサイクル価値を持っています。廃車中のリサイクル価値のうち、鉄鋼車は100%、アルミ車は480%。したがって、アルミニウム合金車は、高い包括的な利点、適度な価格とリーズナブルなコストを持っています。

良好な安全性能。アルミニウム合金の車体はプロファイル構造であり、その剛性は通常の炭素鋼車のそれよりもはるかに優れているので、より大きな機械的外力に耐え、車内の乗客への致命的な傷害を避けることができます。また、アルミニウム合金材は、優れた耐火性及び耐アーク性も有する。鋼鉄と比較して、それはよりよい熱伝導率および熱放散を有する。これらの特性により、アルミニウム合金の車体はより良い安全性能を持つようになります。

3 鉄道車両へのアルミニウム合金の適用状況

高速、省エネ、快適性、安全性、環境保護は、今日の輸送開発の主な目的です。軽量化のための好ましい材料として、アルミニウム合金は多くの比類のない利点を有するので、鉄道車両においてますます広く使用されている。近年、高速レール、高速磁気パッド及び300km/h以上の速度を有する新しいハイブリッド構造車両が採用されており、アルミニウム合金のより良い開発見通しが促進されている。今日、世界中で、アルミニウム合金車体の生産と製造は、都市鉄道輸送と鉄道輸送の発展の全体的な傾向となっています。中国の鉄道輸送の旅客能力と物流量は世界初です。しかし、中国でのアルミ合金車体の開発は遅れて始まった。長春鉄道客車有限公司は、1989年に最初のアルミニウム合金地下鉄車体を開発し、2001年に中国初のアルミニウム合金自動溶接生産ラインを建設し、中国初のリニアモーターカーを開発し、

その後、南京浦鎮自動車工場、唐山汽車工場、珠州電気自動車工場は、アルミニウム合金車体を徐々に生産するために生産ラインを順次設立しました。中国の輸送産業の継続的な発展、「調和」の誕生、都市地下鉄鉄道輸送の継続的な発展により、アルミニウム合金の車体は人々の生活にますます登場します。鉄道省は、鉄道の飛躍的な発展を実現するために、外国の高度な生産技術を導入しました。例えば、北京広州高速鉄道と北京上海高速鉄道の運営は、アルミニウム合金車両の巨大な市場需要を確立しており、中国におけるアルミニウム合金車体製造技術の開発をさらに促進しています。同時に、アルミニウム合金車体の製造はまだ急速な発展の段階にあり、完全に成熟した技術応用システムがないため、いくつかの技術的問題もあります

質問。今日、アルミニウム鉄道車両の開発は、自動車輸送業界に大きく遅れをとっています。アルミニウム製品の長い革新サイクルと鉄道車両の長い耐用年数のために、車体と自動車部品の検証サイクルは長いです。全体として、輸送市場におけるアルミニウム合金の車体の使用は、航空宇宙、自動車輸送およびいくつかの民間市場におけるそれよりはるかに少ない。同時に、鉄道輸送の重負荷と高速化により、鉄道エンジニアリング部品の耐摩耗性と耐食性に対する要求も高くなっています。今日では、鉄道橋を修理するために高速列車のブレーキディスクとアークスプレーを使用すると、特定の耐摩耗性、滑り止め、防食性を得ることができます

侵食効果。また、鉄道車両におけるアルミニウム合金の用途には多くの技術的課題がある。例えば、鉄道車両本体の部品のほとんどはスタンピングで形成されており、鋼板をスタンピングしてアルミ板をスタンピングすると亀裂が現れやすい。車体ワークのほとんどは溶接で組み立てられていますが、アルミの溶接はスチールの溶接よりも難しいです。溶接面は滑らかでなければならず、部品は電気泳動して噴霧する必要があります。

4 アルミニウム合金の鉄道車両への応用開発

今日、世界中の国々は、特に圧延プロセス、押出プロセス、材料統合、大規模および中空、ならびに様々な特殊特性、処理方法、組み合わせ方法、材料混合方法、表面処理などにおいて、車両用アルミニウム材料およびいくつかの新しい技術およびプロセスに関する多数の人的、財政的および物理的研究を組織し、高水準に向かって鉄道アルミニウム材料の開発を促進し、 高性能、省エネ、環境保護を新しいレベルに。

現在、鉄道輸送の継続的な発展とアルミニウム合金車両の運転試験の深化に伴い、より広範な実験研究を行い、いくつかの先進技術および関連機器を適切に導入し、それらを私たち自身の経験と技術的使用に変換する必要があります。同時に、いくつかの新しいプロセス方法の統合、スプレー成形およびその他のプロセスの採用、製造コストの削減、製品品質の安定化など、アルミニウム合金材料の包括的な性能を効果的に向上させるために、アルミニウム合金材料の技術研究開発を強化する必要があります。また、溶接品質、材料・製造のみ向上のためには、溶接工程・制御技術の研究を強化する必要がある。

製造技術の継続的な発展により、より合理的な車両構造を探求することができます。現在、中国は依然としていくつかの主要な製造技術を輸入に依存しているため、技術に関する研究を増やし、ギャップを縮める必要があります。アルミニウム合金自動車のメンテナンスに関しては、メーカー、ユーザー、列車検査の側面からメンテナンスと環境保護の意識を向上させ、厳格なプロセスを策定し、車両の適用管理を改善し、アルミニウム合金車両への損傷を効果的に低減する必要があります。

5 まとめ

アルミニウム合金車体の適用は、鉄道輸送および都市鉄道開発の必然的な傾向である。アルミニウム合金は、その優れた性能と多くの利点のために、鉄道車両の設計と製造技術を新しいレベルに推進してきました。アルミニウム合金の製造と応用技術の継続的な発展により、それは現代の鉄道の開発と応用の主流になるでしょう。我々は、中国の鉄道輸送産業の急速な発展を促進するために、常に技術的な研究開発を行わなければならない。