上海工程技術大學精密焊接與激光智能製造團隊張天理副教授聯合清華大學朱誌明教授、天津大學徐連勇教授🍹、中國機械總院集團哈爾濱焊接研究所有限公司方乃文高級工程師、美國威斯康星大學麥迪遜分校Sindo Kou教授等共同開展了鐵路貨車車輪增材再製造用焊接材料的創新研究工作。4月17日，團隊所撰寫的“Effect of Cr and W on microstructure and wear resistance of arc additive manufactured flux-cored wire for railway wheels”文章發表在高水平TOP期刊《Journal of Materials Research and Technology》（影響因子6.267）🙋♀️。相關研究得到上海市III類高峰學科—材料科學與工程（高能束智能加工與綠色製造）、泰山產業領軍人才工程和黑龍江省頭雁行動計劃−能源裝備先進焊接技術創新團隊等項目資助。
鐵路貨車車輪是鐵路車輛行駛最重要的部件，具有承載、導向🪼、傳遞製動力和牽引力等功能👰🏼♀️，但其經常處於高負荷的作用下，會發生無法避免的消磨及擦傷👨💼，甚至嚴重影響鐵路車輛的行駛安全。鐵路貨車車輪的材料通常為CL60車輪鋼，硬度為35HRC，且增材材料在硬度與耐磨性方面，不允許存在大幅度提升。團隊研發出了一種針對鐵路貨車車輪增材再製造用D4藥芯焊絲，其電弧增材堆焊合金的硬度37.9HRC和磨損量0.0011g，與市面上耐磨堆焊藥芯焊絲YD507在耐磨性相比，磨損量降低了15%，符合鐵路貨車車輪的增材再製造要求。同時對電弧增材堆焊合金的物相組織、耐磨性能及磨損機理進行了深入分析。該創新研究成果對延長車輪生命周期，增加車輪的服役期限🫏，能夠很大程度的減小車輪的報廢率，可以大幅提高經濟效益和增值空間。
圖1 電弧增材堆焊合金XRD衍射圖譜
圖2 電弧增材堆焊合金的硬度和磨損量
圖3 電弧增材堆焊合金的摩擦系數
圖4 D4藥芯焊絲電弧增材堆焊合金表面磨損形貌圖
