激光增材制造技术在轨道交通装备中的应用及发展趋势

摘要:随着我国轨道交通事业的发展,对装备零部件的性能要求不断提升,传统制造技术已难以满足行业的高速发展需求。激光增材制造作为一种先进制造技术逐渐受到广泛关注。近年来,相关企业与高校在车轮、钢轨、车轴及制动盘等轨道交通装备关键零部件的表面修复和强化、快速成形及结构优化等领域进行了大量探索。概述了激光增材制造技术在轨道交通装备中的应用,并对其研究现状、未来发展趋势进行了总结分析与展望。

碳纤维复合材料在轨道交通车辆上的应用与发展趋势

摘要: 以轨道交通车辆轻量化为背景,结合轨道交通碳纤维复合材料零部件批量化应用发展的需求,分析了轨道交通碳纤维复合材料部件向大规模生产应用下一步需要着力发展的方向,为轨道交通碳纤维复合材料部件的产业化应用和下一代低轴重高速列车的设计开发提供新的发展理念和思路。

适用于400 km/h高速铁路的新型铜镁合金接触线的研究

摘要:高速列车通过受电弓在接触线上的高速滑行中从接触网获得供电,400 km/h高速列车对接触线提出了更高的张力要求。现有的接触线材料中,铜铬锆接触线(CTCZ)生产工艺复杂,批量生产还不是很成熟,而且在高速铁路的接触网中鲜有应用,而在高速铁路有大量应用的铜镁合金接触线(CTMH)强度达不到400 km/h高速的要求。通过上引连铸工艺优化、连续挤压前增加感应预热装置和工艺以及对连续挤压模腔优化等接触线生产工艺优化的方法,在现有CTMH的成分范围内,试制了2个锚段的新型铜镁合金接触线CTMH(+),通过国家铁路产品质量检验检测中心(CRCC)的检测,性能满足TB/T 2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》对CTMH接触线要求。也达到了抗拉强度高于570 MPa、导电率高于70%IACS的预定目标,为在400 km/h高铁接触网中的应用打下基础。

增材制造在轨道交通领域的应用与挑战

摘要:先进轨道交通装备作为高端制造的典型代表,其技术发展与产业革新具有重要战略意义和经济社会价值。增材制造技术的出现为先进材料、结构和装备的研发及应用带来了前所未有的机遇。文章首先介绍了增材制造的技术内涵与优势,然后结合轨道交通装备制造的内在要求和发展趋势,深入讨论了增材制造技术在轨道交通领域的应用现状、发展潜力及技术挑战,给出了增材制造技术与轨道交通装备制造的双向需求及结合点,指明了相关技术领域的协同创新及跨行业、跨领域合作是实现增材制造轨道交通装备的应有之义,从而为有序促进增材制造技术在轨道交通领域的应用,实现我国轨道交通高端装备智能制造产业的突破式发展提供参考。

搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景

摘要:从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中,搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动,进而影响接头性能。因此,应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前,动车组车体部件主要材质为铝合金,其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一步增大,部分车体部件中开始采用镁合金,其搅拌摩擦焊是未来的研究方向。其中,铝-镁异质合金中对于IMCs的调控是研究重点。在钢轨搅拌摩擦焊方面,采用低转速与低焊接速度的方式,可以抑制马氏体组织形成,满足中国铁道行业标准的要求。在此基础上提升焊接效率,是未来研究的关键。

国内外钢轨快速打磨技术对比与创新应用

摘要:钢轨快速打磨采用被动式打磨技术,最先在德国投入工程化应用,其应用有较为成熟的经验。钢轨快速打磨技术引入国内十年以来,得到广泛运用和推广,适应国内高速铁路的快速打磨技术管理体系仍在不断完善。对国内外钢轨快速打磨技术的发展及应用进行对比和分析,以更好地促进快速打磨技术在国内的科学运用,完善快速打磨技术的创新和发展。

大功率氢内燃机关键技术及在轨道交通领域发展前景

摘要:分析氢内燃机的发展现状和技术路线,总结了大功率氢内燃机的氢气喷射技术、混合气形成技术、燃烧控制技术、进气增压技术、排放控制技术、点火系统设计等关键技术。研究表明:现阶段大功率氢内燃机的开发主要采用进气道喷射方式,选用单级增压及冷型火花塞点火,运用稀薄燃烧策略控制NOx排放。缸内直喷技术可作为未来大功率氢内燃机提高功率与热效率的技术路线。根据目前氢能在轨道交通领域内的应用现状,对大功率氢内燃机的应用进行了可行性分析,总结了未来大功率氢内燃机机车可能的运用领域和运用模式,为未来的进一步开发和应用场景提供一定的参考。

树脂基碳纤维复合材料在轨道车辆车体上的应用及制造工艺概述

摘要:以韩国摆式列车车体为例初步介绍了树脂基复合材料车体制造方法,并详细阐述了树脂基碳纤维复合材料车体制造工艺,包括预浸料制造工艺、热压罐成型工艺、真空辅助树脂灌注成型工艺、自动铺放工艺、拉挤成型工艺和缠绕成型工艺的具体内容和主要参数。研究结果可为树脂基碳纤维复合材料在轨道交通车辆车体上的应用提供参考。

镁合金在轨道交通领域的应用

摘要:镁合金作为21 世纪绿色工程材料,在航空航天、国防军工、轨道交通等领域具有十分巨大的应用潜力。通过分析镁合金特点,介绍了镁合金加工技术的发展和新型阻燃镁合金、高强度大规格镁合金型材在轨道交通领域的应用现状及面临的技术瓶颈。新型阻燃镁合金材料及大规格镁合金型材制备加工技术研发能够助力我国轨道交通的轻量化。镁合金从非主要承载零件到主要承载零件的应用将是轨道交通车辆轻量化升级的关键。

交通装备用铝合金的表面处理技术现状及展望

摘要:文章分析了铝合金受到腐蚀的主要因素,针对铝合金表面天然生成的氧化膜耐蚀性有限的问题,为增强铝合金表面耐蚀性而进行表面处理,综述了铝合金的化学转化、阳极氧化、有机涂层、电镀、激光熔覆、溶胶-凝胶等传统表面处理技术,对新型涂层,如智能涂层、石墨烯涂层及纳米技术等新兴材料和技术作了简述。提出将纳米材料、自清洁和智能涂层等相结合,采用先进的表面处理设备和清洁生产工艺,开发新型材料和热处理工艺等发展趋势。