本發(fā)明屬于車(chē)體輕量化制造方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軌道列車(chē)車(chē)體輕量化制造方法。

背景技術(shù)：

軌道交通運(yùn)輸裝備輕量化是高速化的要素之一。新材料、新設(shè)計(jì)、新制造技術(shù)是軌道列車(chē)輕量化的主要途徑。復(fù)合材料、新型鋁合金、高強(qiáng)度鎂合金應(yīng)用于軌道列車(chē)裝備制造，是設(shè)計(jì)、材料、制造技術(shù)、安全評(píng)價(jià)方法、LCA 分析等全方位的重大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有軌道列車(chē)車(chē)體重量大，在頻繁的起停過(guò)程中無(wú)疑會(huì)耗費(fèi)更多的能量。而鎂合金這一最具輕量化特點(diǎn)的新材料在軌道交通運(yùn)輸裝備中卻少有應(yīng)用，從力學(xué)性能、加工成型特性、資源回收、環(huán)境相容性、制造成本、應(yīng)用安全性等角度考察，鎂合金都是有潛力的軌道列車(chē)新材料，是軌道交通運(yùn)輸裝備輕量化的尤佳選擇?；谪S富的鎂資源和優(yōu)良的鎂合金材 料供應(yīng)，結(jié)合廣闊的軌道交通運(yùn)輸裝備應(yīng)用空間，為鎂合金制作輕量化軌道列車(chē)車(chē)體提供了現(xiàn)實(shí)可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種軌道列車(chē)車(chē)體輕量化制造方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種軌道列車(chē)車(chē)體輕量化制造方法，該軌道列車(chē)車(chē)體輕量化制造方法的具體步驟如下：

S1：車(chē)體骨架模具搭建，根據(jù)列車(chē)車(chē)體的設(shè)計(jì)圖紙，按照設(shè)計(jì)圖的標(biāo)注尺寸，制造出整車(chē)的車(chē)體骨架模具，對(duì)搭建完成的車(chē)體骨架模具進(jìn)行預(yù)生產(chǎn)測(cè)試，采用金屬鋁至少生產(chǎn)測(cè)試用車(chē)體骨架模型3次，測(cè)量成型后的車(chē)體骨架尺寸，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，最終取值為3次測(cè)繪的平均值與設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸對(duì)比，保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度，測(cè)量誤差不超過(guò)設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸的千分之三；

S2：輕量化材料選擇與預(yù)處理，選用鎂合金作為制作車(chē)體骨架的原材料，首先對(duì)鎂合金表面的異物進(jìn)行清理，包括油跡、水跡、灰塵，之后采用打磨機(jī)對(duì)鎂合金原材料表面進(jìn)行打磨，除去被氧化的表層；

S3：輕量化材料熱處理，采用中頻加熱爐對(duì)S2中完成預(yù)處理后的鎂合金進(jìn)行加熱熔化，熔融溫度為700℃，且中頻加熱爐中溫度超過(guò)350℃時(shí)，將會(huì)向內(nèi)部補(bǔ)充保護(hù)氣體；

S4：車(chē)體骨架模型制作，將S3中的鎂合金熔融液冷卻到600℃后注入到S1中的車(chē)體骨架模具中，鎂合金熔融液注入完成后，待鎂合金熔融液自然冷卻至室溫時(shí)，進(jìn)行脫模，得到輕量化車(chē)體骨架；

S5：輕量化車(chē)體骨架表面處理，對(duì)S4中得到的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行邊角毛刺打磨加工，之后對(duì)輕量化車(chē)體骨架的表面依次噴涂防腐涂層和耐磨涂層；

S6：裝配與驗(yàn)收，對(duì)S5中經(jīng)過(guò)表面處理的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行車(chē)體側(cè)墻和車(chē)體頂蓋和車(chē)體底架的裝配，車(chē)體側(cè)墻上主要安裝車(chē)門(mén)、側(cè)窗、座椅 和內(nèi)裝板等，車(chē)體頂蓋覆蓋在車(chē)體側(cè)墻上，用于封裝車(chē)體側(cè)墻，車(chē)體頂蓋主要用于懸掛車(chē)頂 設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)道、內(nèi)裝縱橫梁等，裝配完成經(jīng)驗(yàn)收合格后出廠。

優(yōu)選的，所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具內(nèi)腔連接有抽真空裝置，使得車(chē)體骨架模具內(nèi)腔形成負(fù)壓真空，便于注入鎂合金熔融液，且可以使鎂合金熔融液中的氣泡破碎，提高車(chē)體骨架模型的成型質(zhì)量。

優(yōu)選的，所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具的外部設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置為電磁加熱線圈，且加熱溫度為600℃，避免鎂合金熔融液在注入車(chē)體骨架模具的過(guò)程中凝固，提高鎂合金熔融液的注入效率。

優(yōu)選的，所述步驟S2中的打磨深度為0.5mm，打磨轉(zhuǎn)速為8000r/min。

優(yōu)選的，所述步驟S3中的保護(hù)氣體為SF6或N2，避免中頻加熱爐內(nèi)混入空氣造成鎂合金熔融液與氧氣發(fā)生氧化作用。

優(yōu)選的，所述步驟S3中鎂合金從常溫升到350℃所需時(shí)間控制在18小時(shí)，鎂合金從350℃升到700℃所需時(shí)間控制在6小時(shí)，且鎂合金的熔融液保溫時(shí)間為1小時(shí)，保溫溫度為700℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明，采用鎂合金作為列車(chē)車(chē)體輕量化制作材料，從力學(xué)性能、加工成型特性、資源回收、環(huán)境相容性、制造成本、應(yīng)用安全性等角度考察，均可作為軌道交通運(yùn)輸裝備輕量化的尤佳選擇，可發(fā)揮更加顯著的節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的效益；通過(guò)模具制作出一體化鎂合金列車(chē)車(chē)體，大大的提高了車(chē)體的制造效率，通過(guò)抽真空裝置，使得車(chē)體骨架模具內(nèi)腔形成負(fù)壓真空，便于注入鎂合金熔融液，且可以使鎂合金熔融液中的氣泡破碎，提高車(chē)體骨架模型的成型質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

S1：車(chē)體骨架模具搭建，根據(jù)列車(chē)車(chē)體的設(shè)計(jì)圖紙，按照設(shè)計(jì)圖的標(biāo)注尺寸，制造出整車(chē)的車(chē)體骨架模具，對(duì)搭建完成的車(chē)體骨架模具進(jìn)行預(yù)生產(chǎn)測(cè)試，采用金屬鋁至少生產(chǎn)測(cè)試用車(chē)體骨架模型3次，測(cè)量成型后的車(chē)體骨架尺寸，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，最終取值為3次測(cè)繪的平均值與設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸對(duì)比，保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度，測(cè)量誤差不超過(guò)設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸的千分之三；

S2：輕量化材料選擇與預(yù)處理，選用鎂合金作為制作車(chē)體骨架的原材料，首先對(duì)鎂合金表面的異物進(jìn)行清理，包括油跡、水跡、灰塵，之后采用打磨機(jī)對(duì)鎂合金原材料表面進(jìn)行打磨，除去被氧化的表層；

S3：輕量化材料熱處理，采用中頻加熱爐對(duì)S2中完成預(yù)處理后的鎂合金進(jìn)行加熱熔化，熔融溫度為700℃，且中頻加熱爐中溫度超過(guò)350℃時(shí)，將會(huì)向內(nèi)部補(bǔ)充保護(hù)氣體；

S4：車(chē)體骨架模型制作，將S3中的鎂合金熔融液冷卻到600℃后注入到S1中的車(chē)體骨架模具中，鎂合金熔融液注入完成后，待鎂合金熔融液自然冷卻至室溫時(shí)，進(jìn)行脫模，得到輕量化車(chē)體骨架；

S5：輕量化車(chē)體骨架表面處理，對(duì)S4中得到的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行邊角毛刺打磨加工，之后對(duì)輕量化車(chē)體骨架的表面依次噴涂防腐涂層和耐磨涂層；

S6：裝配與驗(yàn)收，對(duì)S5中經(jīng)過(guò)表面處理的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行車(chē)體側(cè)墻和車(chē)體頂蓋和車(chē)體底架的裝配，車(chē)體側(cè)墻上主要安裝車(chē)門(mén)、側(cè)窗、座椅 和內(nèi)裝板等，車(chē)體頂蓋覆蓋在車(chē)體側(cè)墻上，用于封裝車(chē)體側(cè)墻，車(chē)體頂蓋主要用于懸掛車(chē)頂 設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)道、內(nèi)裝縱橫梁等，裝配完成經(jīng)驗(yàn)收合格后出廠。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具內(nèi)腔連接有抽真空裝置，使得車(chē)體骨架模具內(nèi)腔形成負(fù)壓真空，便于注入鎂合金熔融液，且可以使鎂合金熔融液中的氣泡破碎，提高車(chē)體骨架模型的成型質(zhì)量。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具的外部設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置為電磁加熱線圈，且加熱溫度為600℃，避免鎂合金熔融液在注入車(chē)體骨架模具的過(guò)程中凝固，提高鎂合金熔融液的注入效率。

所述步驟S2中的打磨深度為0.5mm，打磨轉(zhuǎn)速為8000r/min。

所述步驟S3中的保護(hù)氣體為SF6或N2，避免中頻加熱爐內(nèi)混入空氣造成鎂合金熔融液與氧氣發(fā)生氧化作用。

所述步驟S3中鎂合金從常溫升到350℃所需時(shí)間控制在18小時(shí)，鎂合金從350℃升到700℃所需時(shí)間控制在6小時(shí)，且鎂合金的熔融液保溫時(shí)間為1小時(shí)，保溫溫度為700℃。

實(shí)施例2

S1：車(chē)體骨架模具搭建，根據(jù)列車(chē)車(chē)體的設(shè)計(jì)圖紙，按照設(shè)計(jì)圖的標(biāo)注尺寸，制造出整車(chē)的車(chē)體骨架模具，對(duì)搭建完成的車(chē)體骨架模具進(jìn)行預(yù)生產(chǎn)測(cè)試，采用金屬鋁至少生產(chǎn)測(cè)試用車(chē)體骨架模型3次，測(cè)量成型后的車(chē)體骨架尺寸，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，最終取值為3次測(cè)繪的平均值與設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸對(duì)比，保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度，測(cè)量誤差不超過(guò)設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸的千分之三；

S2：輕量化材料選擇與預(yù)處理，選用鎂合金作為制作車(chē)體骨架的原材料，首先對(duì)鎂合金表面的異物進(jìn)行清理，包括油跡、水跡、灰塵，之后采用打磨機(jī)對(duì)鎂合金原材料表面進(jìn)行打磨，除去被氧化的表層；

S3：輕量化材料熱處理，采用中頻加熱爐對(duì)S2中完成預(yù)處理后的鎂合金進(jìn)行加熱熔化，熔融溫度為750℃，且中頻加熱爐中溫度超過(guò)350℃時(shí)，將會(huì)向內(nèi)部補(bǔ)充保護(hù)氣體；

S4：車(chē)體骨架模型制作，將S3中的鎂合金熔融液冷卻到650℃后注入到S1中的車(chē)體骨架模具中，鎂合金熔融液注入完成后，待鎂合金熔融液自然冷卻至室溫時(shí)，進(jìn)行脫模，得到輕量化車(chē)體骨架；

S5：輕量化車(chē)體骨架表面處理，對(duì)S4中得到的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行邊角毛刺打磨加工，之后對(duì)輕量化車(chē)體骨架的表面依次噴涂防腐涂層和耐磨涂層；

S6：裝配與驗(yàn)收，對(duì)S5中經(jīng)過(guò)表面處理的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行車(chē)體側(cè)墻和車(chē)體頂蓋和車(chē)體底架的裝配，車(chē)體側(cè)墻上主要安裝車(chē)門(mén)、側(cè)窗、座椅 和內(nèi)裝板等，車(chē)體頂蓋覆蓋在車(chē)體側(cè)墻上，用于封裝車(chē)體側(cè)墻，車(chē)體頂蓋主要用于懸掛車(chē)頂 設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)道、內(nèi)裝縱橫梁等，裝配完成經(jīng)驗(yàn)收合格后出廠。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具內(nèi)腔連接有抽真空裝置，使得車(chē)體骨架模具內(nèi)腔形成負(fù)壓真空，便于注入鎂合金熔融液，且可以使鎂合金熔融液中的氣泡破碎，提高車(chē)體骨架模型的成型質(zhì)量。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具的外部設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置為電磁加熱線圈，且加熱溫度為650℃，避免鎂合金熔融液在注入車(chē)體骨架模具的過(guò)程中凝固，提高鎂合金熔融液的注入效率。

所述步驟S2中的打磨深度為0.5mm，打磨轉(zhuǎn)速為8000r/min。

所述步驟S3中的保護(hù)氣體為SF6或N2，避免中頻加熱爐內(nèi)混入空氣造成鎂合金熔融液與氧氣發(fā)生氧化作用。

所述步驟S3中鎂合金從常溫升到350℃所需時(shí)間控制在18小時(shí)，鎂合金從350℃升到750℃所需時(shí)間控制在6小時(shí)，且鎂合金的熔融液保溫時(shí)間為0.5小時(shí)，保溫溫度為750℃。

實(shí)施例3

S1：車(chē)體骨架模具搭建，根據(jù)列車(chē)車(chē)體的設(shè)計(jì)圖紙，按照設(shè)計(jì)圖的標(biāo)注尺寸，制造出整車(chē)的車(chē)體骨架模具，對(duì)搭建完成的車(chē)體骨架模具進(jìn)行預(yù)生產(chǎn)測(cè)試，采用金屬鋁至少生產(chǎn)測(cè)試用車(chē)體骨架模型3次，測(cè)量成型后的車(chē)體骨架尺寸，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，最終取值為3次測(cè)繪的平均值與設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸對(duì)比，保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度，測(cè)量誤差不超過(guò)設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)尺寸的千分之三；

S2：輕量化材料選擇與預(yù)處理，選用鎂合金作為制作車(chē)體骨架的原材料，首先對(duì)鎂合金表面的異物進(jìn)行清理，包括油跡、水跡、灰塵，之后采用打磨機(jī)對(duì)鎂合金原材料表面進(jìn)行打磨，除去被氧化的表層；

S3：輕量化材料熱處理，采用中頻加熱爐對(duì)S2中完成預(yù)處理后的鎂合金進(jìn)行加熱熔化，熔融溫度為650℃，且中頻加熱爐中溫度超過(guò)350℃時(shí)，將會(huì)向內(nèi)部補(bǔ)充保護(hù)氣體；

S4：車(chē)體骨架模型制作，將S3中的鎂合金熔融液冷卻到585℃后注入到S1中的車(chē)體骨架模具中，鎂合金熔融液注入完成后，待鎂合金熔融液自然冷卻至室溫時(shí)，進(jìn)行脫模，得到輕量化車(chē)體骨架；

S5：輕量化車(chē)體骨架表面處理，對(duì)S4中得到的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行邊角毛刺打磨加工，之后對(duì)輕量化車(chē)體骨架的表面依次噴涂防腐涂層和耐磨涂層；

S6：裝配與驗(yàn)收，對(duì)S5中經(jīng)過(guò)表面處理的輕量化車(chē)體骨架進(jìn)行車(chē)體側(cè)墻和車(chē)體頂蓋和車(chē)體底架的裝配，車(chē)體側(cè)墻上主要安裝車(chē)門(mén)、側(cè)窗、座椅 和內(nèi)裝板等，車(chē)體頂蓋覆蓋在車(chē)體側(cè)墻上，用于封裝車(chē)體側(cè)墻，車(chē)體頂蓋主要用于懸掛車(chē)頂 設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)道、內(nèi)裝縱橫梁等，裝配完成經(jīng)驗(yàn)收合格后出廠。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具內(nèi)腔連接有抽真空裝置，使得車(chē)體骨架模具內(nèi)腔形成負(fù)壓真空，便于注入鎂合金熔融液，且可以使鎂合金熔融液中的氣泡破碎，提高車(chē)體骨架模型的成型質(zhì)量。

所述步驟S1中的車(chē)體骨架模具的外部設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置為電磁加熱線圈，且加熱溫度為585℃，避免鎂合金熔融液在注入車(chē)體骨架模具的過(guò)程中凝固，提高鎂合金熔融液的注入效率。

所述步驟S2中的打磨深度為0.5mm，打磨轉(zhuǎn)速為8000r/min。

所述步驟S3中的保護(hù)氣體為SF6或N2，避免中頻加熱爐內(nèi)混入空氣造成鎂合金熔融液與氧氣發(fā)生氧化作用。

所述步驟S3中鎂合金從常溫升到350℃所需時(shí)間控制在18小時(shí)，鎂合金從350℃升到650℃所需時(shí)間控制在6小時(shí)，且鎂合金的熔融液保溫時(shí)間為1。5小時(shí)，保溫溫度為650℃。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。