铝挤压型材在轨道交通领域的应用

铝是地壳中最丰富的金属元素。铝制品已成为仅次于钢的第二大金属材料。广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、船舶、工程结构、电子机械、石化、基础设施等领域。在国家政策的引导和巨大的市场需求下，铝合金挤压型材近十年来以其重量轻、耐腐蚀、比强度高、易于加工成型、成本适中等优点，在轨道交通领域发挥了重要作用，极大地促进了行业的发展，方便了人们的出行。

铝挤压型材在铁路运输领域的应用

铝型材在轨道交通车体上的优点

早在20世纪中叶，欧美、日本等国家就已经开始探索利用铝型材制造铁路车辆，以替代钢材减轻重量。目前，铝合金材料已广泛应用于世界上大多数轨道交通列车本体。根据减重的目标和空气动力学的要求，时速超过300公里的高速列车车身必须使用轻质材料，速度超过350公里的列车车身必须使用除底盘以外的轻质材料。轨道交通的铝型材应运而生。

铝型材车身在中国的发展始于20世纪90年代。目前，在客运专线动车组使用的CRH1、CRH2、CRH3和CRH5四种类型中，除了CRH1车体由不锈钢制成外，其他三类动车组车体均采用铝合金制造。用于制造轨道交通车车身的材料主要有碳钢、不锈钢、铝合金和复合材料，其中铝合金是最重要的

和不锈钢。表1显示了这四种材料的性能比较。由此可见，铝合金车身的综合性能优势是显而易见的。轻量化，节能降耗。铝合金的密度约为2.7g/cm3，约为钢的1/3。同时，它具有强度，可塑性和韧性的良好匹配。铝型材在列车车身中的应用不仅可以满足乘客安全和出行舒适性的要求，还可以大大减轻自身重量、能耗和环境污染。据统计，一列火车车厢使用的铝合金约为9吨，如果全部使用钢材，可以达到12-13.5吨;而且，列车重量每减轻10%，燃料可节省8%，节能降耗效果显著。易于加工和成型，易于维护。铝合金具有优良的加工成型性能和模块焊接性能。随着工艺技术的提高，我国一些企业有能力在一次时间内挤出生产30米以上的大截面、异形、薄壁和中空型材，并具有良好的性能。铝型材的深加工只需要落料，装配和大型机器人装配和焊接。后期维护简单，更换方便，无需除锈，工艺简单，工作量小[3]。

优异的耐腐蚀性。铝合金表面自然容易形成均匀致密的氧化膜，在大气环境下具有优良的耐腐蚀性。特别是对于一些形状复杂、难以涂漆的部件，铝合金具有更明显的优势。如果采用阳极氧化、电泳、喷涂等表面处理技术，铝型材的耐蚀性将进一步提高，更有利于延长列车车身的使用寿命。

隔音降噪，美观大方。铝型材可阳极氧化，着色和密封，使型材具有不同的颜色，良好的装饰和外观庄重大方;而且，铝型材的中空结构具有良好的密封性能，有利于隔音，降噪和高舒适性。费用适中。相对而言，铝型材价格高，制造成本增加。但是，铝型材实现了列车车身的轻量化，并带来了运输能力增加，能耗降低，维护简单，成本低等优点。而且，废旧时铝合金机身的回收价值约为钢体的4.8倍。因此，从生命周期的角度来看，铝合金车身的成本适中且经济。

目前，我国用于制造轨道交通车车身的铝合金主要有5xxx系列、6xxx系列和7xxx系列，其中5xxx系列有5052、5754和5083三个牌号，6xxx系列有6a01、6005、6005A、6008、6060、6061、6063、6082和6106三个牌号，7xxx系列有7003个牌号四个牌号， 7005、7b05和7020，主要用于生产侧壁、天花板、地板底架、牵引梁、横梁、枕梁、裙边、端壁、吸能件、设备舱、车体内饰等轨道交通车体型材，其中大部分为大型、薄壁、中空、异形型材。随着车身材料应用的发展，

在我国，6a01和7b05合金主要用于高速铁路车身材料，而6005A和6082合金主要用于城市轨道交通车身材料。据估计，"十三五"期间国内客运轨道车辆对铝材料的总需求量约为253000吨，其中高速铁路车辆对铝材料的总需求量为132000-156000吨，城际铁路需求量为10000吨，对城市轨道（包括磁悬浮列车， 中低速磁悬浮、地铁、高架城市轨道、城市快铁、城市单轨等）为72000吨。此外，车内设施的建设也需要一些铝材料，如行李架，储物柜，卫生设施，空调和通风系统，照明和通信系统，车站等设施。