本项目所开发的产品围绕城铁/高铁车门轻量化要求,“以铝代钢”对车门主锁锁体、辅锁锁体、支架等6种关键受力结构件,开发出机械性能满足技术要求、整体减重超过50%的产品。
本项目解决的关键技术问题和主要创新点:
1. 解决高铁门锁类零件的轻量化问题。高速列车由于行驶过程中速度高、加速、减速变化梯度大,对车辆自身各个零部件的轻量化提出了明确的要求,具体到车门的门锁上,要求整体减重16kg,单个零部件最大减重50%以上。
创新点:采用铝合金挤压铸造工艺代替原有铸钢件成型工艺,实现以铝代钢。这是将挤压铸造工艺首次用于形状复杂的高铁门锁类零件,产品机械性能指标接近钢材的性能指标,是迄今为止国内唯一通过400km/h,>60万km运行考核,符合“中国标准动车组”使用要求的产品。
2. 解决铸件结构设计与优化问题。主机厂所提供的零件图纸基本保持了原有铸钢件的结构,铸钢件所采用的重力铸造工艺与本项目采用的挤压铸造工艺有很大的不同,需要对其进行二次设计。在铸件设计上既要考虑零件本身的结构,又要有利于在成型过程中减少内部缺陷,因此,对零件的外观结构在保证其功能的基础上进行了改进,使得外观明显区别于原铸钢件
创新点:主锁锁体与辅助锁锁体立板之间凸台增加铝液流动通道(搭桥),减少模具抽芯,使充型更加平稳,提高铸件质量;支架底部进浇处改为铸件中心,温度场更加均匀,充型和补缩效果更好;所有铸件的圆角进行了进一步的优化,去掉了大部分工艺孔,减少了挤压过程中紊流的产生。
3.解决零件机械强度高的问题。本体取样材料的抗拉强度≧280MPa、屈服强度≧220MPa、延伸率≧8%、硬度≧90HB,产品X射线探伤检测达到GB/T11346-1989国家标准及Q/KN J028.3-2012《轨道车辆门用铸铝件通用技术条件》,主要技术指标全面超越国外进口产品。
创新点:开发出经过优化的合金材料以及成形工艺和热处理工艺参数,保证了其产品的机械性能优于国外同类产品。
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