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国家重点研发计划项目通过验收
材料来源:武汉光电国家研究中心公众号           录入时间:2021/10/9 22:07:10

近日,国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项“激光强化技术在航空航天和轨道交通领域的工业示范应用(2016YFB1102600)”项目通过课题绩效评估验收,项目中5个课题的绩效评价均为优秀。

华中科技大学武汉光电国家研究中心增材制造与激光制造团队是该项目中铁路钢轨在线强韧化处理装备的技术源头,团队成员胡乾午副教授主持课题4“激光选区淬火高效在线强化成套设备研发”的研究工作,团队负责人曾晓雁教授和团队成员王邓志副教授、孟丽博士后、刘洋波博士后分别参加了课题1“激光冲击与淬火强化技术基础研究”、课题4和课题5“激光选区淬火高效强化工艺研究与应用示范”的研究工作。

课题4提出的钢轨激光选区淬火方法,在钢轨表面形成“马氏体强化区+珠光体软基体”的复合结构,成功解决了此前钢轨材料难以兼顾高硬度和高韧性的技术难题,为钢轨在线激光强化延寿技术开辟了新的道路。

在国内外首次提出的高功率激光高重频选区淬火技术,将钢轨激光加工效率从5m/h提高到54m/h。与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制的GCC-50型钢轨激光淬火加工车,采用独特的子母车结构,结构紧凑,操作简便,能够快速抵达和驶离现场,满足小半径曲线钢轨、道岔、尖轨等部件的激光淬火加工要求。

特别是GCC-50型钢轨激光淬火加工车采用基于视觉测量的钢轨激光加工软件系统,可以自动识别钢轨轮廓,规划选区激光淬火的扫描路径,实现钢轨在线激光淬火过程的智能化控制。GCC-50型钢轨激光淬火加工车得到国家铁路集团公司认证中心的新产品定型认可,是国际上首台专业型钢轨在线激光淬火和熔覆加工车,已经先后获得中国和美国发明专利授权。

课题5采用研制的GCC-50型钢轨激光淬火车,在武汉北编组站进行了钢轨在线激光淬火强化和激光熔覆修复的示范应用,应用过程中工作状态稳定,可以长时间连续作业,证明该装备已经能够初步满足轨道激光加工的应用要求。激光选区淬火处理钢轨的平均寿命是未经激光处理钢轨的3倍。

此外,课题5编制了钢轨表面激光选区硬化工艺规范,开发了钢轨激光选区淬火质量在线检测技术。相关成果对于保证钢轨激光淬火质量和促进钢轨在线激光淬火技术的推广应用具有重要指导意义。

武汉光电国家研究中心增材制造与激光制造团队自2005年开始联合武汉铁路局,开展激光表面工程技术在铁路钢轨表面延寿中的应用,迄今已经17年。期间,先后得到原铁道部科技司重点项目、科技部重点研发计划项目和铁路总公司重大项目的资助,历经艰难,终于实现了工程化应用。

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