
编者按:千万IP创科普,共筑科技强国梦。为普及科学知识,弘扬科学精神,提高全民科学文化素质,助力实现高水平科技自立自强,中国科协科普部与人民网联合(hé)策(cè)划(huà)推出“见证科技之路”主题报道,聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等,深入基层一线开展采访调研,推出一批生动鲜活的科普精品,大(dà)力(lì)弘(hóng)扬(yáng)科(kē)学(xué)家(jiā)精(jīng)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(jīng)过(guò)多(duō)少(shǎo)道(dào)工(gōng)序(xù)?背(bèi)后(hòu)有(yǒu)哪(nǎ)些(xiē)硬(yìng)核(hé)科(kē)技(jì)?近(jìn)日(rì),记(jì)者(zhě)走(zǒu)进(jìn)宝(bǎo)武(wǔ)集团(tuán)马(mǎ)钢(gāng)轨(guǐ)交(jiāo)材(cái)料(liào)科(kē)技(jì)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)(以(yǐ)下(xià)简(jiǎn)称(chēng)“马(mǎ)钢(gāng)交(jiāo)材(cái)”)实(shí)地(de)探(tàn)访(fǎng)。
“高(gāo)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,大致可以分为四道工序,车轮轧制、热处理、精(jīng)加(jiā)工(gōng)和(hé)检(jiǎn)测(cè),细(xì)分(fēn)的(de)话(huà)有(yǒu)30多(duō)道(dào)流(liú)程(chéng)。“其(qí)中(zhōng),热(rè)处(chù)理(lǐ)是(shì)车(chē)轮(lún)制(zhì)造(zào)过(guò)程(chéng)中(zhōng)的(de)特(tè)殊(shū)工(gōng)序(xù),分(fēn)为(wèi)淬(cuì)火(huǒ)前(qián)加(jiā)热(rè)、淬(cuì)火(huǒ)、回(huí)火(huǒ),重(zhòng)点(diǎn)是(shì)保(bǎo)证(zhèng)车(chē)轮(lún)热(rè)处(chù)理(lǐ)组(zǔ)织(zhī)和(hé)性(xìng)能(néng)均(jūn)匀(yún)稳(wěn)定(dìng)性(xìng),使(shǐ)车(chē)轮(lún)具(jù)有(yǒu)高(gāo)耐磨性和抗接触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(bù)超(chāo)过(guò)1毫(háo)米(mǐ),车(chē)轮(lún)精(jīng)镗(tāng)孔(kǒng)精(jīng)度(dù)偏(piān)差(chà)不(bù)超(chāo)过(guò)半(bàn)根(gēn)头(tóu)发(fā)丝(sī);300多(duō)公(gōng)斤(jīn)的(de)钢(gāng)轮(lún),钢(gāng)中(zhōng)氧(yǎng)含(hán)量(liàng)要(yào)控(kòng)制(zhì)在(zài)百(bǎi)万(wàn)分(fēn)之(zhī)十(shí)以(yǐ)下(xià),钢(gāng)中(zhōng)氢(qīng)含(hán)量(liàng)要(yào)控(kòng)制(zhì)在(zài)百(bǎi)万(wàn)分(fēn)之(zhī)一(yī)以(yǐ)下(xià)。
“相(xiāng)比(bǐ)较(jiào)普(pǔ)通(tōng)车(chē)轮(lún),高(gāo)速(sù)车(chē)轮(lún)有(yǒu)着(zhe)更(gèng)高(gāo)的(de)精(jīng)度(dù)要(yào)求(qiú),我(wǒ)们(men)对(duì)每(měi)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车轮是目前生产集成度、技术集成度最高的车轮,它在纯净度、性能稳定性方面都有了较大提升。”
正是这样高超的工艺和毫厘必争的标准,确保了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,监控屏幕上,各项数据、生产工艺流程、厂房内设备运行状态一目了然。“通过智控中心,我们对轧钢、热处理、精加工、检测等各个工序,进行了全流程把控(kòng),同(tóng)时(shí),我(wǒ)们(men)借(jiè)助(zhù)大(dà)数(shù)据(jù)平(píng)台(tái)收(shōu)集现(xiàn)场(chǎng)生(shēng)产(chǎn)、运(yùn)行(xíng)等(děng)各(gè)类(lèi)数(shù)据(jù),通(tōng)过(guò)分(fēn)析(xī)优(yōu)化(huà),进(jìn)一(yī)步(bù)提(tí)高(gāo)工(gōng)艺(yì)水(shuǐ)平(píng)。”马(mǎ)钢(gāng)交(jiāo)材(cái)技(jì)术(shù)中(zhōng)心(xīn)职(zhí)能(néng)主任(rèn)徐(xú)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(zhì)量(liàng)控(kòng)制(zhì)不(bù)再(zài)像(xiàng)以(yǐ)前(qián)一(yī)样(yàng)通(tōng)过(guò)肉(ròu)眼(yǎn)去(qù)观(guān)察(chá)判(pàn)断(duàn),更(gèng)加(jiā)精(jīng)准(zhǔn)高(gāo)效(xiào)。”马(mǎ)钢(gāng)交(jiāo)材(cái)车(chē)轮(lún)车(chē)轴(zhóu)厂(chǎng)精(jīng)加(jiā)工(gōng)作(zuò)业(yè)二(èr)区(qū)作(zuò)业(yè)长(zhǎng)何(hé)峰(fēng)介(jiè)绍(shào)道(dào):“每(měi)件(jiàn)车(chē)轮(lún)有(yǒu)一(yī)个(gè)‘身(shēn)份(fèn)证’,从钢锭到车轮成品出厂,再到装车上(shàng)铁(tiě)轨(guǐ)运(yùn)行(xíng),我(wǒ)们(men)都(dōu)可(kě)以(yǐ)追(zhuī)溯(sù)。”

安(ān)徽(huī)省(shěng)“智(zhì)能(néng)工(gōng)厂(chǎng)”马(mǎ)钢(gāng)交(jiāo)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(jiū)员(yuán)赵(zhào)海(hǎi)说(shuō)道(dào)。