近日，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“激光強(qiáng)化技術(shù)在航空航天和軌道交通領(lǐng)域的工業(yè)示范應(yīng)用（2016YFB1102600）”項(xiàng)目通過(guò)課題績(jī)效評(píng)估驗(yàn)收，項(xiàng)目中5個(gè)課題的績(jī)效評(píng)價(jià)均為優(yōu)秀。

華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心增材制造與激光制造團(tuán)隊(duì)是該項(xiàng)目中鐵路鋼軌在線強(qiáng)韌化處理裝備的技術(shù)源頭，團(tuán)隊(duì)成員胡乾午副教授主持課題4“激光選區(qū)淬火高效在線強(qiáng)化成套設(shè)備研發(fā)”的研究工作，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曾曉雁教授和團(tuán)隊(duì)成員王鄧志副教授、孟麗博士后、劉洋波博士后分別參加了課題1“激光沖擊與淬火強(qiáng)化技術(shù)基礎(chǔ)研究”、課題4和課題5“激光選區(qū)淬火高效強(qiáng)化工藝研究與應(yīng)用示范”的研究工作。

課題4提出的鋼軌激光選區(qū)淬火方法，在鋼軌表面形成“馬氏體強(qiáng)化區(qū)+珠光體軟基體”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，成功解決了此前鋼軌材料難以兼顧高硬度和高韌性的技術(shù)難題，為鋼軌在線激光強(qiáng)化延壽技術(shù)開(kāi)辟了新的道路。

在國(guó)內(nèi)外首次提出的高功率激光高重頻選區(qū)淬火技術(shù)，將鋼軌激光加工效率從5m/h提高到54m/h。與武漢新瑞達(dá)激光工程有限責(zé)任公司聯(lián)合研制的GCC-50型鋼軌激光淬火加工車(chē)，采用獨(dú)特的子母車(chē)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)便，能夠快速抵達(dá)和駛離現(xiàn)場(chǎng)，滿足小半徑曲線鋼軌、道岔、尖軌等部件的激光淬火加工要求。

特別是GCC-50型鋼軌激光淬火加工車(chē)采用基于視覺(jué)測(cè)量的鋼軌激光加工軟件系統(tǒng)，可以自動(dòng)識(shí)別鋼軌輪廓，規(guī)劃選區(qū)激光淬火的掃描路徑，實(shí)現(xiàn)鋼軌在線激光淬火過(guò)程的智能化控制。GCC-50型鋼軌激光淬火加工車(chē)得到國(guó)家鐵路集團(tuán)公司認(rèn)證中心的新產(chǎn)品定型認(rèn)可，是國(guó)際上首臺(tái)專(zhuān)業(yè)型鋼軌在線激光淬火和熔覆加工車(chē)，已經(jīng)先后獲得中國(guó)和美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)。

課題5采用研制的GCC-50型鋼軌激光淬火車(chē)，在武漢北編組站進(jìn)行了鋼軌在線激光淬火強(qiáng)化和激光熔覆修復(fù)的示范應(yīng)用，應(yīng)用過(guò)程中工作狀態(tài)穩(wěn)定，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，證明該裝備已經(jīng)能夠初步滿足軌道激光加工的應(yīng)用要求。激光選區(qū)淬火處理鋼軌的平均壽命是未經(jīng)激光處理鋼軌的3倍。

此外，課題5編制了鋼軌表面激光選區(qū)硬化工藝規(guī)范，開(kāi)發(fā)了鋼軌激光選區(qū)淬火質(zhì)量在線檢測(cè)技術(shù)。相關(guān)成果對(duì)于保證鋼軌激光淬火質(zhì)量和促進(jìn)鋼軌在線激光淬火技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

武漢光電國(guó)家研究中心增材制造與激光制造團(tuán)隊(duì)自2005年開(kāi)始聯(lián)合武漢鐵路局，開(kāi)展激光表面工程技術(shù)在鐵路鋼軌表面延壽中的應(yīng)用，迄今已經(jīng)17年。期間，先后得到原鐵道部科技司重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和鐵路總公司重大項(xiàng)目的資助，歷經(jīng)艱難，終于實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用。

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