上海工程技术大学精密焊接与激光智能制造团队张天理副教授联合清华大学朱志明教授、天津大学徐连勇教授、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司方乃文高级工程师、美国威斯康星大学麦迪逊分校Sindo Kou教授等共同开展了铁路货车车轮增材再制造用焊接材料的创新研究工作。4月17日，团队所撰写的“Effect of Cr and W on microstructure and wear resistance of arc additive manufactured flux-cored wire for railway wheels”文章发表在高水平TOP期刊《Journal of Materials Research and Technology》（影响因子6.267）。相关研究得到上海市III类高峰学科—材料科学与工程（高能束智能加工与绿色制造）、泰山产业领军人才工程和黑龙江省头雁行动计划−能源装备先进焊接技术创新团队等项目资助。
铁路货车车轮是铁路车辆行驶最重要的部件，具有承载、导向、传递制动力和牵引力等功能，但其经常处于高负荷的作用下，会发生无法避免的消磨及擦伤，甚至严重影响铁路车辆的行驶安全。铁路货车车轮的材料通常为CL60车轮钢，硬度为35HRC，且增材材料在硬度与耐磨性方面，不允许存在大幅度提升。团队研发出了一种针对铁路货车车轮增材再制造用D4药芯焊丝，其电弧增材堆焊合金的硬度37.9HRC和磨损量0.0011g，与市面上耐磨堆焊药芯焊丝YD507在耐磨性相比，磨损量降低了15%，符合铁路货车车轮的增材再制造要求。同时对电弧增材堆焊合金的物相组织、耐磨性能及磨损机理进行了深入分析。该创新研究成果对延长车轮生命周期，增加车轮的服役期限，能够很大程度的减小车轮的报废率，可以大幅提高经济效益和增值空间。
图1 电弧增材堆焊合金XRD衍射图谱
图2 电弧增材堆焊合金的硬度和磨损量
图3 电弧增材堆焊合金的摩擦系数
图4 D4药芯焊丝电弧增材堆焊合金表面磨损形貌图