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编(biān)者(zhě)按(àn):千(qiān)万(wàn)IP创(chuàng)科(kē)普(pǔ),共(gòng)筑(zhù)科(kē)技(jì)强(qiáng)国(guó)梦(mèng)。为(wèi)普(pǔ)及(jí)科(kē)学(xué)知(zhī)识(shi),弘(hóng)扬(yáng)科(kē)学(xué)精(jīng)神(shén),提(tí)高(gāo)全民(mín)科(kē)学(xué)文化(huà)素(sù)质(zhì),助(zhù)力(lì)实(shí)现(xiàn)高(gāo)水(shuǐ)平(píng)科(kē)技(jì)自(zì)立(lì)自(zì)强(qiáng),中(zhōng)国(guó)科(kē)协(xié)科(kē)普(pǔ)部(bù)与(yǔ)人(rén)民(mín)网(wǎng)联(lián)合(hé)策(cè)划(huà)推(tuī)出(chū)“见(jiàn)证(zhèng)科(kē)技(jì)之(zhī)路”主题(tí)报(bào)道(dào),聚(jù)焦(jiāo)国(guó)家(jiā)科(kē)技(jì)战(zhàn)略(è)政(zhèng)策(cè)、重(zhòng)要(yào)科(kē)技(jì)奖(jiǎng)项(xiàng)、“卡(kǎ)脖(bó)子(zi)”关键核(hé)心(xīn)技(jì)术(shù)等(děng),深(shēn)入(rù)基(jī)层(céng)一(yī)线(xiàn)开(kāi)展(zhǎn)采访(fǎng)调(diào)研(yán),推(tuī)出(chū)一(yī)批(pī)生(shēng)动(dòng)鲜(xiān)活(huó)的(de)科(kē)普(pǔ)精(jīng)品(pǐn),大(dà)力(lì)弘(hóng)扬(yáng)科学家精神,为建设科技强国汇聚磅礴力量。
高速车轮,是全球公认技术要求高、生产难度大的尖端产品,“小车轮”的背后是冶金科学、材料科学、精密加工、智慧制造系统合力铸就的“大工程”。一块钢坯要成为高速车轮需要经过多少道工序?背后有哪些硬核科技?近日,记者走进宝武集团马钢轨交材料科技股份有限公司(以下简称“马钢交材”)实地探访。
“高速车轮有着极高的性能要求,马钢已实现高速车轮全流程国产化生产。”马钢交材车轮车轴厂副厂长(主持工作)王志刚向记者介绍,从一块钢坯到一个车轮,大致可(kě)以(yǐ)分(fēn)为四道工序,车轮轧制、热处理、精加工和检测,细分的话有30多道流程。“其中,热处理是车轮制造过程中的特殊工序,分为淬火前加热、淬火、回火,重点是保证车轮热处理组织和性能均匀稳定性,使车轮具有高耐(nài)磨(mó)性(xìng)和(hé)抗(kàng)接(jiē)触(chù)疲劳的良好使用性能。

在车轮轧制工序,一块钢坯变成一个火红的车轮。受访方供图
据介绍,直径近1米的高速车轮,轮辋内部缺陷直径不超过1毫米,车轮精镗孔精度偏差不超过半根头发丝;300多公斤的钢轮,钢中氧含量要控制在百万分之十以下,钢中氢含量要控制在百万分之一以下。
“相比较普通车轮,高速车轮有着更高的精度要求,我们对每一道流程工序都进行了精度加严控制。车轮在成品加工结束以后,要经过一系列检测,其中,超声波探伤要求特别高,车轮内部存在超过一毫米平底孔当量的缺陷就要判废。”王志刚说道。
在马钢特钢展厅,各种车轮产品令人目不暇接。“去年10月17日,习近平总书记考察安徽时,CR450高速车轮曾向总书记展示过。”马钢交材技术中心车轮产品技术研究首席研究员刘学华难掩激动,“作为CR450高速车轮的研发人员,我感到非常自豪。CR450车轮是目前生(shēng)产(chǎn)集成(chéng)度(dù)、技(jì)术(shù)集成(chéng)度(dù)最(zuì)高(gāo)的(de)车(chē)轮(lún),它(tā)在(zài)纯(chún)净(jìng)度(dù)、性(xìng)能(néng)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)方(fāng)面(miàn)都(dōu)有(yǒu)了(le)较(jiào)大(dà)提(tí)升(shēng)。”
正(zhèng)是(shì)这(zhè)样(yàng)高(gāo)超(chāo)的(de)工(gōng)艺(yì)和(hé)毫(háo)厘(lí)必(bì)争(zhēng)的(de)标(biāo)准(zhǔn),确(què)保(bǎo)了(le)国产高速车轮高精的品质。而从轧钢到热处理,从精加工到检测,满载高新“中国智慧”的车轮智造系统正在为高速车轮的生产全流程保驾护航。
走进马钢交材智控中心,监控(kòng)屏(píng)幕(mù)上(shàng),各(gè)项(xiàng)数(shù)据(jù)、生(shēng)产(chǎn)工(gōng)艺(yì)流(liú)程(chéng)、厂(chǎng)房(fáng)内(nèi)设(shè)备(bèi)运(yùn)行(xíng)状(zhuàng)态(tài)一(yī)目(mù)了(le)然(rán)。“通(tōng)过(guò)智(zhì)控(kòng)中(zhōng)心(xīn),我(wǒ)们(men)对(duì)轧(yà)钢(gāng)、热(rè)处(chù)理(lǐ)、精(jīng)加(jiā)工(gōng)、检(jiǎn)测(cè)等(děng)各(gè)个(gè)工(gōng)序(xù),进(jìn)行(xíng)了(le)全流(liú)程(chéng)把(bǎ)控(kòng),同(tóng)时(shí),我(wǒ)们借助大数据平台收(shōu)集现(xiàn)场(chǎng)生(shēng)产(chǎn)、运(yùn)行(xíng)等各类数据,通过分析优化,进一步提高工艺水平。”马钢交材技术中心职能主任徐康介绍,一系列的智能化手段的运用,减少了人为作业的风险,提高了现场生产的安全水平,还保障了生产节奏,提高了生产效率。
“这是我们自主研发的系统,可以对车轮每一个部位的加工切削状况进行图形化存储分析,通过对比确认存在的缺陷。现在,质量控制不再像以前一样通过肉眼去观察判断,更加精准高效。”马钢交材车轮车轴厂精加工作业二区作业长何峰介绍道:“每件车轮有一个‘身份证’,从钢锭到车轮成品出厂,再到装车上铁轨运行,我们都可以追(zhuī)溯(sù)。”

安徽省“智能工厂”马钢交材车轮三线。受访方供图
回望中国高速车轮近20年的发展历程,高精的中国品质、高能的中国速度、高新的中国智慧、高超的中国工艺镌刻在每一枚“中国轮”的基因之中。
展望未来,中国车轮制造人正在构建下一代“中国风火轮”的新蓝图,以更高更快更绿色的技术探索,助力中国高铁持续提速。
“未来,我们会继续加大研究,在高速车轮结构设计方面,会尝试采用轻量化设计。在材料设计方面,会通过微合金化进一步提高材料的强韧性匹配,进一步提高车轮的服役安全性。”马钢交材技术中心车轮产品技术研究首席研究员赵海说道。