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说到如今的高铁,它几乎已经成为中国的另一张名牌。然而在高铁制造方面,我们却一直未能实现百分之百的国产化,原因就在于一个很不起眼的零件—高铁车轮。那么高铁车轮究竟有多难制造,为何我国迟迟不能掌握技术呢?
中国钢铁尚未完全国产化
尽管我国的高铁运营里程已经突破4万公里,位居世界第一。但是我们不得不承认一个问题,那就是我国的高铁其实并没有完全国产化。中国高铁相关配套部件,远远落后于高铁本身发展的速度。
比如核心部件车轮,国内大多还只能满足150-180公里的列车所需,高速轴承仍旧需要从瑞典、德国、日本进口,那么高铁车轮为何难造呢?
高铁车轮为何难造
这还要从高铁车轮的作用说起,跟汽车不一样,高铁在行驶过程中要沿着轨道前进,不需要人来控制方向,但同样有转弯的需求。而它的转弯,就需要通过车轮来完成。在整个行驶过程中,对于高铁车轮来说最大的难点在于,保证车轮与铁轨的接触面—踏面的完整。
在火车的启动和制动阶段,踏面与铁轨之间会产生剧烈的滑动现象德国高铁技术,一瞬间的摩擦会产生上千度的高温。此时踏面的表面材料很容易就被剥落下来,一旦踏面受到破坏,车轮的一致性就会受到影响。
这不仅会加剧行驶中的振动,影响列车的平稳行驶,还会降低列车各部分零件和铁轨的寿命。而车轮如果在踏面破裂的铁轨上长期运行,就会面临磨损和热裂现象的威胁,这些问题轻则造成列车提前报废,重则会引发重大安全事故。
恶劣的工作环境以及足以决定高铁列车的重要性,让高铁车轮的制造过程注定布满艰难险阻。那如此高要求的车轮,又是如何制造出来的呢?
如何制造车轮
要想成功制造一个高铁车轮,首先要保证车轮钢的质量。目前国际市场生产的,高铁车轮所使用的车轮钢,拥有氢含量在百万分之二以下的超高洁净度,并且夹杂物含量极低并且分布均匀,这在钢材中可以说是极品了。
除了需要制造出如此高端的钢材,我们还需面对纷繁复杂的车轮制造工艺。通常来说制造高铁车轮,需要先用电炉火将车轮钢冶炼后,再将高温钢坯切割后送入模具进行锻压。待钢坯成型后再进行钻孔、二次锻造、水冷处理、倒角、抛光等工序,才能加工为成品车轮。
而这些成品车轮还要进行全面检测,确保车轮的尺寸、硬度、内部状态都符合标准,才能最终出厂,所以高铁车轮制造工艺的之复杂可见一斑。
由于日本和一些欧洲国家在高铁行业起步很早,高铁车轮的生产技术一直都是掌握在这些国家手里。其他国家如果想要发展高铁,必须高价从这些企业购买高铁车轮。那既然如此,我国就只能任人宰割了吗?
中国自主研发的车轮
当然不是,高铁车轮是消耗品。每运行120万公里就需要返厂检修,运行240万公里就需要更换。对于我国这种大力发展高铁路线的国家来说,如果我们所使用的高铁车轮全部依赖进口德国高铁技术,那么这笔花销无疑是个天文数字。
于是为了全面掌握高铁关键装备的核心技术,避免受制于人的情况发生。2014年,动车组关键技术自主创新深化研究,重大课题正式立项,其中车轮开发是项目的重点。
通过大量关键技术的突破与创新,中国最终开发出了一种中碳SI-V微合金化D2材质车轮。经过检测,这种车轮无论是硬度水平、抗热损伤性能还是抗磨损性能等方面,均好于进口的ER8材质车轮,并且生产成本也比进口车轮低得多。从2015年起,这种D2车轮被用于中国标准动车组“蓝海豚”和“金凤凰”号动车组。
2016年7月15日,装配着马钢交材高铁车轮的两辆中国标准动车组,完成时速超420公里的世界最高速动车组交会、重联试验,跑出让世界惊叹的“中国速度”。相信在不久的将来,我们就能完全打破国外对高铁车轮的垄断。
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