อลูมิเนียมอะไรที่ใช้ทํารถไฟ

การลดน้ําหนักของยานพาหนะรถไฟโดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดน้ําหนักของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลความเร็วสูงและสองชั้นและรถไฟใต้ดินเป็นปัญหาหลักของความทันสมัยของการขนส่งทางรถไฟและวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปรับปรุงการลดน้ําหนักของยานพาหนะคือการใช้วัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์จํานวนมาก ดังนั้นวิธีการปรับปรุงระดับของ Aluminization ของยานพาหนะจึงกลายเป็นงานที่สําคัญมากสําหรับการออกแบบยานพาหนะผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตและผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุ

ในช่วงต้นปี 1986 บริษัท รถไฟแห่งชาติฝรั่งเศสได้ใช้วัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นครั้งแรกบนกรอบหน้าต่างของรถยนต์นั่งรถไฟ ในปี 1905 สหราชอาณาจักรยังใช้โลหะผสมอลูมิเนียมเพื่อทําแผ่นผนังด้านนอกและวัสดุตกแต่งภายในของรถยนต์ไฟฟ้ารถไฟ ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2448 สหรัฐอเมริกาได้ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมในการทําประตูและหน้าต่างหลังคาแผ่นผนังด้านนอกท่อผนังด้านในโบกี้แกนล้อและวัสดุตกแต่งของรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์นั่งส่วนบุคคลในขนาดใหญ่ ตั้งแต่นั้นมาก็ขยายอย่างรวดเร็วไปยังอิตาลีเยอรมนีสวิตเซอร์แลนด์แคนาดาและประเทศอื่น ๆ

ในปี 1962 รถไฟฟ้า Shanyang ของญี่ปุ่นได้นํารถโครงสร้างอลูมิเนียมทั้งหมดมาใช้เป็นครั้งแรกซึ่งได้กลายเป็นจุดสนใจของทุกประเทศในโลก เทคโนโลยีการผลิตรถยนต์รางอลูมิเนียมอัลลอยด์ในญี่ปุ่นมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ปัจจุบันยานพาหนะที่ทําจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนํามาใช้ในยานพาหนะ 54 ประเภทจาก 19 หน่วยปฏิบัติการเช่นรถไฟแห่งชาติรถไฟเอกชนรถไฟชินคันเซ็นและรถไฟใต้ดิน วิธีการประกอบของยานพาหนะอลูมิเนียมทั้งหมดจะเปลี่ยนจากกระบวนการเคลือบแผ่นบาง ๆ แบบดั้งเดิมบนโครงกระดูกเป็นวิธีใหม่ในการประกอบชิ้นส่วนอัดขึ้นรูปขนาดใหญ่ด้วยแผ่นเปลือกนอกโครงกระดูก

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจของประเทศและการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของระดับของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, ความต้องการเร่งด่วนมากขึ้นจะถูกหยิบยกขึ้นมาสําหรับน้ําหนักเบาของการขนส่งทางรถไฟ, ซึ่งส่งเสริมกระบวนการของอลูมิเนียมทั้งหมดของยานพาหนะรถไฟและรถยนต์นั่งสองชั้นความเร็วสูง. ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่การปฏิรูปและการเปิดประเทศอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

นอกเหนือจากการแนะนําเทคโนโลยีการออกแบบและการผลิตขั้นสูงของยานพาหนะโครงสร้างอลูมิเนียมทั้งหมดและรถยนต์เมโทรอลูมิเนียมอัลลอยด์ขนาดเล็กจากต่างประเทศแล้วจีนยังจัดวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์และโรงงานเพื่อพัฒนารถยนต์นั่งส่วนบุคคลความเร็วสูงรถยนต์นั่งสองชั้นและรถไฟฟ้าใต้ดินและประสบความสําเร็จอย่างมาก สามารถคาดหวังได้ว่าด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรมการขนส่งของจีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนารถไฟความเร็วสูงยานพาหนะรถไฟสองชั้นและการขนส่งรถไฟใต้ดินถนนกว้างจะเปิดสําหรับการพัฒนาและการประยุกต์ใช้อลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการขนส่ง

การประยุกต์ใช้เฉพาะของโลหะผสมอลูมิเนียมในโครงสร้างตัวถังรถยนต์: การผลิตชุดแรกของยานพาหนะโครงสร้างอลูมิเนียมคือรถรางลอนดอนเมโทรในปี 1952 ในปี 1962 รถรางอลูมิเนียมปี 2000 ของรถไฟฟ้า Shanyang ปรากฏในญี่ปุ่น ตั้งแต่นั้นมา, รถไฟฟ้า Shanyang, รถไฟของรัฐและรถไฟเอกชนทั้งหมดแข่งขันกันเพื่อใช้ยานพาหนะโลหะผสมอลูมิเนียม. ในช่วงทศวรรษที่ 1980 มียานพาหนะโครงสร้างอลูมิเนียม 40 ชนิดในญี่ปุ่นโดยมียานพาหนะมากกว่า 4000 คัน ปัจจุบัน, มีมากกว่า 5000 ยานพาหนะโครงสร้างอลูมิเนียมในโลก. ยานพาหนะเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากลักษณะดั้งเดิมของโลหะผสมอลูมิเนียมอย่างเต็มที่: น้ําหนักเบา, ความแข็งแรงสูง, ความสามารถในการแปรรูปที่ดี, ความสามารถในการเชื่อม, ความต้านทานการกัดกร่อน, รูปลักษณ์ที่สวยงาม, ฯลฯ ในขณะที่ขนาดพื้นฐานรูปร่างและวิธีการผลิตทั้งหมดเป็นไปตามยานพาหนะโครงสร้างเหล็กแบบดั้งเดิม ข้อเสียเปรียบหลักของรถโครงสร้างอลูมิเนียมนี้คือความแข็งแกร่งลดลงตามสัดส่วนการลดน้ําหนัก

เพื่อปรับให้เข้ากับรถไฟความเร็วสูงลดการเปลี่ยนแปลงความดันในอุโมงค์และป้องกันการสั่นสะเทือนของศูนย์ผู้โดยสารยานพาหนะโครงสร้างคงที่เช่นตัวโครงสร้างอลูมิเนียมของญี่ปุ่นชินคันเซ็น 2000 ได้รับการพัฒนา เมื่อเทียบกับรถแบบดั้งเดิมขนาดของมันเกือบจะใกล้เคียงกัน แต่การกําหนดค่านั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของความแข็งแรงจําเพาะสูงและความสามารถในการประมวลผลที่ดีของโลหะผสมอลูมิเนียมสมาชิกโครงสร้างจะถูกจัดเรียงที่ปลายบนและล่างของโครงสร้างด้านข้างเพื่อรักษาความแข็งแกร่งเดียวกันและลดน้ําหนัก

การพัฒนาวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมและโปรไฟล์อัดขึ้นรูปขนาดใหญ่ปูทางไปสู่ความทันสมัยของโครงสร้างและน้ําหนักเบาของยานพาหนะรถไฟและความทันสมัยของโครงสร้างและน้ําหนักเบาของยานพาหนะรถไฟทําให้เกิดปัญหาใหม่ ๆ และเพิ่มพลังสําหรับการพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุอลูมิเนียม ในแง่ของวัสดุยานพาหนะรถไฟมีความต้องการสูงเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลความสามารถในการขึ้นรูปการประมวลผลความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานความล้าและประสิทธิภาพการเชื่อม ดังนั้นตามส่วนประกอบที่แตกต่างกันการใช้งานที่แตกต่างกันและชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน 5000 Series (เช่น 5005, 5052, 5083 ฯลฯ ), 6000 Series (เช่น 6061, 6n01, 6005A, 6082, 6063 ฯลฯ ) และ 7000 ซีรีส์ (เช่น 7N01, 7003, 7005 ฯลฯ ) โลหะผสมจะต้องเลือก

จากปี 1950 ถึงปี 1960 ยานพาหนะทางรถไฟมักจะประกอบและเชื่อมด้วยแผงด้านนอกโลหะผสม 5083 โครงกระดูกและแพลตฟอร์ม 7N01 อย่างไรก็ตามในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากความต้องการของขนาดใหญ่ (สองชั้น) ความเร็วสูงมาตรฐานน้ําหนักเบาและการก่อสร้างและบํารุงรักษายานพาหนะรถไฟที่ง่ายขึ้นรวมถึงการพัฒนาแผ่นผนังขนาดใหญ่ที่ประสบความสําเร็จและโปรไฟล์ผนังบางที่ซับซ้อนกลวงการประยุกต์ใช้โปรไฟล์อัดขึ้นรูปขนาดใหญ่บนยานพาหนะรถไฟได้รับการส่งเสริม โปรไฟล์ผนังบางที่ซับซ้อนที่ใช้ในแผ่นผนังขนาดใหญ่และส่วนกลวงของยานพาหนะรถไฟผลิตบนเครื่องอัดรีดขนาดใหญ่ด้านบน เครื่องอัดรีดขนาดใหญ่นี้พร้อมกับถังอัดขึ้นรูปแบบแบนสามารถผลิตโปรไฟล์กลวงที่มีผนังบางที่มีรูพรุนซึ่งมีความกว้าง 600 มม. ความสูง 60 มม. ความหนา 3 มม. และความยาวมากกว่า 20 มม.

โปรไฟล์การอัดขึ้นรูปที่มีความแม่นยําในตัวขนาดใหญ่เหล่านี้ประกอบขึ้นโดยการเชื่อมจุดต้านทานและการเชื่อมอาร์กป้องกันก๊าซเฉื่อยจึงช่วยประหยัดชั่วโมงแรงงานและลดน้ําหนักได้อย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้นความแข็งโดยรวมความแข็งในท้องถิ่นและความแข็งแรงของความล้าของชิ้นส่วนที่เชื่อมนั้นเทียบเท่ากับโครงสร้างเหล็ก

ดังนั้นวัสดุโครงสร้างอลูมิเนียมในอุดมคตินี้จึงสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออํานวยต่อความทันสมัยของยานพาหนะรถไฟ

การใช้วัสดุอลูมิเนียมในส่วนอื่นที่ไม่ใช่ตัวถังรถยนต์

ในปี 1975 ญี่ปุ่นใช้โปรไฟล์อัดขึ้นรูปขนาดใหญ่เพื่อสร้างคานรองรับของตัวถังรถและเวิร์กช็อปแพลตฟอร์มบนยานพาหนะชินคันเซ็น 200 ประเภท มันทําให้ความสําเร็จที่โดดเด่นในน้ําหนักเบาของชิ้นส่วนรถเข็น

ล้ออลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนําไปใช้กับแผ่นกลางล้อของยานพาหนะรถไฟตามแนวชายฝั่งของอ่าว Fulangsi ในสหรัฐอเมริกาซึ่งช่วยลดน้ําหนักของยานพาหนะได้อย่างมาก ในการใช้งานอื่น ๆ มีกล่องแบริ่งอลูมิเนียมอัลลอยด์กล่องเกียร์เฟรมเพลาเฟรมและแท่งเชื่อมต่อระหว่างตัวถังรถและรถเข็น เนื่องจากน้ําหนักเบาน้ําหนักของกล่องแบริ่งแต่ละกล่องจึงลดลงจาก 73 กก. เป็น 28 กก. นอกจากนี้ใน mlu001 และ mlu002 แม่เหล็กประเภทแผ่นยานพาหนะรถไฟแผงด้านนอกทําจากอลูมิเนียมแข็งกรอบด้านหลังทําจากอลูมิเนียม 7N01 ช่องด้านนอกของแม่เหล็กไฟฟ้าตัวนํายิ่งยวดยังทําจากอลูมิเนียมโครงสร้างโลหะผสม 5083 และความต้านทานต่ํา 1100 โลหะผสมและขดลวดก๊าซไฟฟ้าสําหรับแผ่นแม่เหล็กและการขับเคลื่อนคู่มือทั้งหมดทําจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของตู้แช่แข็งเหลวฮีเลียมซึ่งมีบทบาทสําคัญในตัวนํายิ่งยวดทําจากแผ่นผนังกลวงอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีรูพรุน

มีชิ้นส่วนอลูมิเนียมอัลลอยด์หลายชนิดที่ใช้ในรถและน้ําหนักรวมมีมาก เช่นชิ้นส่วนตกแต่งภายใน 471 กก., แผ่นตกแต่ง 153 กก., ประตูและหน้าต่าง 334 กก., ชิ้นส่วนอุปกรณ์ตกแต่งภายใน 153 กก., ท่อระบายอากาศและแดมเปอร์ 190 กก. และอุปกรณ์ควบคุม 254 กก.