用優(yōu)質(zhì)車輪托起時(shí)代的列車
馬鋼助力我國(guó)最高時(shí)速400公里動(dòng)車組樣車研發(fā)
高鐵，我國(guó)自主創(chuàng)新成功的一個(gè)范例，在領(lǐng)跑世界的同時(shí)將如何書寫更快的“中國(guó)速度”呢？
中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)鐵集團(tuán)）牽頭實(shí)施的CR450科技創(chuàng)新工程目前正全面推進(jìn)，CR450動(dòng)車組的研制是在2017年下線的復(fù)興號(hào)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組CR400的基礎(chǔ)上又一次技術(shù)突破，列車運(yùn)行時(shí)速將從350公里提升到400公里。
高速列車要踏地而飛，離不開腳下的“風(fēng)火輪”——高速車輪，它直接影響高速列車運(yùn)營(yíng)安全，是世界上公認(rèn)的技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大的尖端產(chǎn)品，被稱為車輪家族“皇冠上的明珠”。
高速車輪研發(fā)生產(chǎn)的核心技術(shù)曾經(jīng)被日本、德國(guó)等國(guó)的車輪制造企業(yè)壟斷，一度成為制約我國(guó)“高鐵走出去”戰(zhàn)略的“卡脖子”技術(shù)。
在國(guó)鐵集團(tuán)、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院和中國(guó)中車的大力支持下，馬鋼車輪助力我國(guó)最高時(shí)速400公里樣車研發(fā)取得突破性進(jìn)展，新款CR450樣車將裝配馬鋼車輪上線。
50公里的突破進(jìn)展
讓我們先看看提速50公里意味著什么？
50公里，不僅僅是一個(gè)數(shù)字，更是一種時(shí)空距離的重構(gòu)。
研究表明，乘坐時(shí)速200公里以上的動(dòng)車組，最佳旅行距離在800公里以內(nèi)；時(shí)速300公里的高鐵，最佳旅行距離在1200公里左右；而時(shí)速400公里，最佳旅行距離將延長(zhǎng)到1600公里。
50公里，意味著整個(gè)高鐵產(chǎn)業(yè)鏈的提質(zhì)升級(jí)。
一列復(fù)興號(hào)動(dòng)車組大概由50多萬(wàn)個(gè)零件組成，涵蓋了機(jī)械、冶金、材料、電力電子、化工、信息控制、計(jì)算機(jī)、精密儀器等眾多技術(shù)領(lǐng)域。
CR450動(dòng)車組列車在時(shí)速提高的同時(shí)，噪音和能耗等環(huán)保指標(biāo)都不超過CR400復(fù)興號(hào)列車。
這就為輕質(zhì)高效的新材料、新技術(shù)提供了廣泛的應(yīng)用空間，也帶動(dòng)了高鐵產(chǎn)業(yè)鏈不斷提質(zhì)升級(jí)。
時(shí)速?gòu)?50公里提升至400公里，最關(guān)鍵的技術(shù)不是能不能跑起來，而是能不能停得住、停得穩(wěn)、停得準(zhǔn)。
與CR400復(fù)興號(hào)動(dòng)車組相比，新款CR450動(dòng)車組樣車試驗(yàn)制動(dòng)性能和牽引效率分別提升20%和3%，讓列車在制動(dòng)距離、噪聲、能耗指標(biāo)不變的情況下，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)時(shí)速提高50公里，達(dá)到時(shí)速400公里。
高速車輪的“破冰”之路
很多人可能會(huì)有疑問，這不就是一對(duì)車轱轆嗎？
其實(shí)，一節(jié)高鐵車廂重達(dá)五六十噸，每一對(duì)車輪需要長(zhǎng)期承受十幾噸的往復(fù)循環(huán)壓力，如何同時(shí)保證車輪材料在高頻率、多維度交變應(yīng)力的作用下不萌生裂紋且周向能夠均勻磨損，從而保證行車安全，其中的技術(shù)難度比我們想象的要大很多。
鑒于高速車輪生產(chǎn)的難度之高，有些國(guó)家和企業(yè)堅(jiān)持“不申報(bào)專利、不發(fā)表論文、不接受交流參觀”的“三不”政策，這就意味著，在高速車輪研發(fā)過程中，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。
“高速車輪是高技術(shù)、高含量、高附加值和高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品，也是高速列車系統(tǒng)中公認(rèn)的‘塔尖’產(chǎn)品?！瘪R鋼交材首席工程師魯松說：“作為中國(guó)鐵路事業(yè)的先行者和最早實(shí)現(xiàn)車輪國(guó)產(chǎn)化的貢獻(xiàn)者，馬鋼不斷探索和研究車輪關(guān)鍵核心技術(shù)，經(jīng)過努力，先后成功開發(fā)出時(shí)速200—250公里、時(shí)速350公里的高速車輪、車軸產(chǎn)品。”
撥動(dòng)指針，讓時(shí)間回溯到8年前。2016年7月，裝配著馬鋼高速車輪的兩輛中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，完成時(shí)速超420公里的世界最高速動(dòng)車組交會(huì)、重聯(lián)試驗(yàn)，跑出讓世界驚嘆的“中國(guó)速度”。
2017年9月，復(fù)興號(hào)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組CR400型列車在京滬高鐵上線運(yùn)營(yíng)，它以時(shí)速350公里打造了世界高鐵運(yùn)營(yíng)速度新標(biāo)桿。
馬鋼積極承擔(dān)國(guó)家軌道交通裝備重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及國(guó)鐵集團(tuán)高速輪軸自主研發(fā)重大項(xiàng)目，在時(shí)速350公里CR400高速列車輪軸自主創(chuàng)新取得重大突破基礎(chǔ)上，配合國(guó)鐵集團(tuán)牽頭組織的高速列車CR450創(chuàng)新工程，負(fù)責(zé)研發(fā)新一代時(shí)速400公里高速車輪及車軸，并成功參與時(shí)速400公里高速列車換裝試驗(yàn)。
時(shí)代列車的馬鋼車輪
依靠自主創(chuàng)新，中國(guó)高鐵基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)裝備水平不斷提升，一步一個(gè)臺(tái)階，經(jīng)歷了時(shí)速200公里、250公里、300公里、350公里，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有馬鋼車輪的身影。
作為中國(guó)鐵路車輪行業(yè)的開創(chuàng)者、引領(lǐng)者，馬鋼深知，核心技術(shù)是買不來的，創(chuàng)新不是一蹴而就的，必須靠著自己的智慧和雙手去拼出一片新天地。
2008年，馬鋼開始高速車輪國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目。
2014年，馬鋼參與原中國(guó)鐵路總公司（現(xiàn)為國(guó)鐵集團(tuán)）設(shè)立重大課題“動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新深化研究——時(shí)速350公里中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組輪軸設(shè)計(jì)研究”，作為課題組主要成員參與項(xiàng)目全過程并重點(diǎn)負(fù)責(zé)車輪開發(fā)。憑借多年來生產(chǎn)鐵路車輪的技術(shù)基礎(chǔ)，馬鋼十年磨一劍，通過深度技術(shù)融合，大大縮短高速車輪研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)程，加快實(shí)現(xiàn)高速輪軸產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化，創(chuàng)新提出了材料力學(xué)性能和服役性能的評(píng)價(jià)方法，并提出了材料性能控制的范圍；在設(shè)計(jì)上打破了傳統(tǒng)碳素鋼體系構(gòu)架，采用微合金化技術(shù)，設(shè)計(jì)出完全本土化的D2材質(zhì)高速車輪，并匹配復(fù)合熱處理技術(shù)，使其綜合性能優(yōu)于進(jìn)口ER8材質(zhì)車輪。
2015年，D2車輪裝配于“藍(lán)海豚”和“金鳳凰”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，并順利通過60萬(wàn)公里裝車運(yùn)用考核。一系列核心技術(shù)的掌握，讓中國(guó)高速車輪有了“純中國(guó)血統(tǒng)”。
2018年，馬鋼生產(chǎn)的160件時(shí)速320公里的高速車輪首次駛出國(guó)門，駛?cè)氲妈F。
2019年，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“復(fù)興號(hào)”車輪榮獲2019世界制造業(yè)大會(huì)創(chuàng)新產(chǎn)品金獎(jiǎng)。
2024年，馬鋼高速車輪整列裝配“復(fù)興號(hào)”載客運(yùn)行……
千淘萬(wàn)漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。
一次次攻堅(jiān)克難，一次次創(chuàng)新突破，從無(wú)到有，從有到優(yōu)。自主創(chuàng)新，始終是馬鋼傳承創(chuàng)新中最可貴的基因和最強(qiáng)勁的動(dòng)能。同時(shí)，馬鋼以智慧制造為切入點(diǎn)，大力實(shí)施精品戰(zhàn)略，讓產(chǎn)品變精品。未來，CR450科技創(chuàng)新工程取得的相關(guān)科研成果將廣泛運(yùn)用于鐵路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，進(jìn)一步提升鐵路科技自立自強(qiáng)能力，鞏固擴(kuò)大我國(guó)高鐵技術(shù)世界領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)。
馬鋼高速車輪也正以享譽(yù)世界的品質(zhì)，打造中國(guó)智造“金名片”。
用優(yōu)質(zhì)車輪，托起時(shí)代的列車！讓我們一起期待。
（文圖/記者 鄔剛 通訊員 許然）
