毫厘精度！揭秘高速车轮智造工艺
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策划推出“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，大力弘扬科学家精神，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(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(sù)车(chē)轮(lún)有(yǒu)着(zhe)极(jí)高(gāo)的(de)性(xìng)能(néng)要(yào)求(qiú)，马(mǎ)钢(gāng)已(yǐ)实(shí)现(xiàn)高(gāo)速(sù)车(chē)轮(lún)全流(liú)程(chéng)国(guó)产(chǎn)化(huà)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，使车轮具有高耐磨性和抗接触疲劳的良好使用性能。
在(zài)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(jiū)员(yuán)刘(liú)学(xué)华(huá)难(nán)掩(yǎn)激(jī)动(dòng)，“作(zuò)为(wèi)CR450高(gāo)速(sù)车(chē)轮(lún)的(de)研(yán)发(fā)人(rén)员(yuán)，我(wǒ)感(gǎn)到(dào)非(fēi)常(cháng)自(zì)豪(háo)。CR450车(chē)轮(lún)是(shì)目(mù)前(qián)生(shēng)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，同时，我们借助大数据平台收集现场生产、运行等各类数据，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(chǎng)生(shēng)产(chǎn)的(de)安(ān)全水(shuǐ)平(píng)，还(hái)保(bǎo)障(zhàng)了(le)生(shēng)产(chǎn)节(jié)奏(zòu)，提(tí)高(gāo)了(le)生(shēng)产(chǎn)效(xiào)率(lǜ)。
“这(zhè)是(shì)我(wǒ)们(men)自(zì)主研(yán)发(fā)的(de)系(xì)统(tǒng)，可(kě)以(yǐ)对(duì)车(chē)轮(lún)每(měi)一(yī)个(gè)部(bù)位(wèi)的(de)加(jiā)工(gōng)切(qiè)削(xuē)状(zhuàng)况(kuàng)进(jìn)行(xíng)图(tú)形(xíng)化(huà)存(cún)储(chǔ)分(fēn)析(xī)，通(tōng)过(guò)对(duì)比(bǐ)确(què)认(rèn)存(cún)在(zài)的(de)缺(quē)陷(xiàn)。现(xiàn)在(zài)，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)二区作业长何峰介(jiè)绍(shào)道(dào)：“每(měi)件(jiàn)车(chē)轮(lún)有(yǒu)一(yī)个(gè)‘身(shēn)份(fèn)证(zhèng)’，从(cóng)钢(gāng)锭到车轮成品出厂，再到装车上铁轨运行，我们都可以追溯。”
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。