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 建造高铁需要的机械和部分金属原材料2020-08-03 23:06

 
  不锈钢
       主要使用镍铬奥氏体不锈钢,并且由于其高耐腐蚀性和美丽的性能而在日本,美国和前苏联被广泛使用。将普通钢的3.2-6.0mm减少到1.0-1.5mm,可将重量减少约40%。在1960年代初期,日本通过领导开发轻型,节能和无油漆的不锈钢汽车而获得了显着的经济优势。当前,超过5,000辆不锈钢汽车占          所有乘用车的10%以上。
 
  主要用途:不锈钢车身不易解决车身的气密性问题,因此仅用于制造车身以及时速等级为200km/h的汽车负载和装饰部件。
 
  铝合金
 
  铝的密度仅为2.7(轻金属),约为钢的三分之一。铝的表面易于氧化并形成致密且稳定的氧化膜,因此具有出色的耐腐蚀性。铝具有良好的主要成分,较低的熔融温度和良好的流动性,因此易于制造各种形状复杂的零件。铝合金仍然保持重量轻,但是机械性能大大提高。
 
  主要应用:
 
  一个是压力大的成员。
 
  第二种是门,窗,管子,盖子和外壳等材料。
 
  第三是装饰和绝缘。铝合金易于加工且散热率高。
 
  特别地,车辆的发动机部分特别适合于铝合金材料的使用。这几乎完全是铝合金的世界。而且,铝合金的加工技术是多种多样的。强大的多功能性。
 
  从长远来看,铝合金的价格是合理的。铝材料的高价格增加了车辆的制造成本,但是铝合金使车辆更轻,因此车辆的重量增加了运输能力,降低了能耗并降低了维护成本。根据数据,每减轻10%的重量,即可节省8%的燃油。在处理和回收方面,铝型材产品可以100%回收,而回收的铝型材回收可以减少95%的能源消耗。
 
  1950年代初,世界上一些发达国家开始使用铝型材制造轨道车辆,包括美国,加拿大,日本,俄罗斯,德国,法国和其他国家,目前国内的高速铁路使用散装铝合金材料。有。业内专家指出,时速超过300公里的高速列车应采用轻质铝合金材料制成,而时速超过350公里的列车应采用铝型材(底盘除外)制成。当前中国铁路客运专线车上使用的动车组有四种CRHI,CRH2,CRH3和CRH5,其余三种动车组车体均由铝合金制成,除了CRHI型车体由不锈钢制成。
 
  近来,在国外,已经尝试使用镁合金,钛合金和其他航空材料来制造车身框架,但是其重量仅为铝合金重量的66%,并且减轻重量的效果是显而易见的。但是,它仍在调查中。复合材料
 
  复合材料开始在车辆中使用,其数量正在增加,这表明了未来的发展趋势。由于其高强度(刚度),耐疲劳性,耐腐蚀性,隔热性,阻燃性以及纤维增强树脂基复合材料(FRF)的坚固设计,英国,日本和德国于1960年代开始用于非结构性应用。部件越来越多地用于各种结构部件中,例如用于车身前端和前部的玻璃纤维增强塑料和芳族聚酰胺纤维增强环氧树脂。当前,根据纤维类型,用于西欧铁路车辆制造的复合材料占玻璃纤维的58%,芳族聚酰胺纤维的20%,碳纤维的20%和其他纤维的2%。它占35%,乙烯基酯占22%,环氧树脂占21%,酚醛树脂占15%,改性丙烯酸树脂占4%,其他占3%。
 
  转向架
 
  转向架框架是高强度组件,对于整个车辆的安全性尤其重要。旋转框架必须满足安全性,易操作性,耐磨性和易于维护的要求。
 
  大多数使用由优质碳钢,低合金低碳高强度钢和耐候钢制成的车架。最近的研究热点是由聚合物复合材料和铝合金制成的框架。
 
  车辆内饰和设备
 
  车辆内饰和设备主要包括铝合金和高分子材料制成的装饰板,马桶,马桶,座圈和水箱等,例如,装饰板由铝合金制成并层压有一层不可燃的纤维增强塑料。联合洗手间,座便器和水箱应考虑卫生和耐腐蚀性,并具有出色的不燃性。
 
  轮对轨系统
 
  轮轨材料不仅应具有足够的强度,韧性和耐磨性,而且还应具有耐刮擦性和耐剥离性。
 
  与普通铁路不同,高铁的主要特点是曲率半径大,应变大,轴载荷轻,牵引力大,铁路磨损相对较低,疲劳损伤相对突出,因此对铁路材料的选择要求较高。高。
 
  在铁路材料方面,欧洲铁路正在对未经热处理的Cr-Mo等合金钢轨进行研究,并且除了具有较高的抗循环软化性之外,合金钢轨还具有出色的短波耐磨性。关键选择对象之一。此外,应努力加强,加强和净化铁路用钢,并积极开发用于电场热处理,稀土和减噪减振的新型钢轨。
 
  目前国外研究的贝氏体钢的抗剥离性能优于珠光体钢,但仍处于试验阶段。为了减轻重量,德国正在研究复合材料车轮。也就是说,轮心使用FRP,然后磨损钢轮和轮胎。
 
  无轨道
 
  无ball轨道是世界铁路建设和发展的当前和未来趋势和方向。巴拉斯特里斯轨道上的轨枕由混凝土制成,路基不使用砾石,可以减少维护,减少灰尘并美化环境。导轨和轨枕直接位于混凝土路面上,并采取了许多步骤来牢固地连接水泥轨枕和轨枕。火车速度可以达到每小时200多公里。水泥轨枕,铁轨和高速铁路轨道基础之间的连接处均填充有聚氨酯弹性体并密封,其中一个因气候变化而保持稳定且不动,而另一个具有防震和降噪的效果,从而增加了乘员功能。安慰。
 
  聚氨酯枕木
 
  发展聚氨酯轨枕以替代或部分替代混凝土轨枕以满足高速列车的提速需求将成为未来的发展趋势。在西欧,该技术具有更先进的开发和应用经验,在日本,聚氨酯轨枕已应用于新干线高速列车。与其他材料相比,聚氨酯轨枕更耐用,并且可以降低周期成本。
 
  聚氨酯胶
 
  随着高速列车的生产,使用聚氨酯胶粘剂的需求也大大增加,这些高速列车负责各种基本功能,例如玻璃粘合,地板粘合,嵌缝剥皮,车辆密封和防水。基于EMU的CRH3,单车道聚氨酯粘合剂约为84.07L,约为109.3kg。主要用于胶合和密封窗玻璃以及密封部分填充的零件。
 
  聚脲弹性体涂料
 
  由于高铁采用无ball轨道,因此保护层必须承受高速列车产生的高速,高负荷和交替冲击的影响,以及防水,防撕裂和防裂等基本性能。聚脲涂层无接缝,附着力强,提供整体防水性能,并具有出色的耐磨性,抗冲击性,抗裂性,抗紫外线性以及耐高低温性,可满足高铁的特殊要求。
 
  受电弓滑板
 
  当前,用于高铁的电线主要包括铜银(Ag的0.15%至0.18%),铜镉(Cd的0.7%-1.3%)或铜锡合金(Sn的0.3%)。对于高速列车,发展趋势是开发具有高线张力和轻重量的新型复合线材(即,外部为铜,芯为钢)。
 
  受电弓滑板是机车电源系统中重要的集电组件,通常是碳滑板,金属滑板,金属浸入式碳滑板和粉末冶金滑板,大多数国家都使用碳滑板。如德国ICE和法国TGV。金属浸渍碳滑板不仅具有碳材料的自润滑性能,而且具有金属材料的高集电,强度和抗冲击性能,已经成为最理想的滑板材料,并进入了近年来的工业化阶段。外国目前正在加强对碳纤维金属基复合材料滑轨的研究,在收集,自润滑和抗冲击性方面,它们将超过现有滑轨。
 
  目前,国内外研究的金属浸渍碳滑板正在进入商业化阶段,主要利用碳滑板材料的多孔性将熔融的铜或铜合金以及其他高导电性金属浸入高温高压下。碳滑板是最理想的滑动材料,因为它具有碳材料的自润滑和耐电弧性,金属材料的集电性,高强度和强的抗冲击性。同时,应加强对碳纤维-金属复合材料滑板的研究,这些滑板在集电,润滑和抗冲击性方面要超过传统的金属滑板,碳滑板,金属浸入式碳滑板和粉末冶金滑板。应用前景非常广阔。
 
  刹车摩擦系统
 
  制动摩擦系统应具有高摩擦材料,稳定的摩擦系数,更好的散热和耐磨性,足够高的冲击强度和剪切强度,并且没有异常磨损和对磨损部件的其他形式的损坏。刹车火花更少,更便宜更轻。
 
  过去,合金铸铁长期用于制动盘,但高速列车需要使用高强度耐热裂化合金锻造钢,例如Ni-Cr-Mo或Cr-Mo-V合金钢,并且还开发了金属基复合材料和CC复合材料。移动板。 1997年,日本开发了一种热解制动盘。使用寿命超过20年,德国碳纤维复合材料盘在250 km/h的高速下具有良好的质量,并通过了400 km/h的台架试验。
 
  当前,常用的摩擦材料可以是含磷铸铁,粉末冶金材料和合成材料。高速列车,例如法国的TGV-A和日本的新干线,都使用粉末冶金制动片,并且通常使用铜基材料。对于铁基和铝基材料,日本,欧洲和美国最近在开发新材料时添加了晶须,陶瓷颗粒或短纤维来创建复合材料。对于合成摩擦材料,在德国ICE火车上安装了铝合金盘/合成制动器,以获得更好的效果。目前,纤维增强复合材料在摩擦制动材料上的成功开发与应用引起了人们的广泛关注,并已成为研究热点。例如,Koumoto在1997年开发的刹车片是酚醛树脂,石墨,合成橡胶和碳纤维的复合材料。