高速动车组车轴的再制造可行性分析

齐先胜，侯有忠，牛富杰，李世亮，刘峻亦，李 硕

（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000；2.陕西天元智能再制造股份有限公司，陕西 西安 710065）

高速动车组车轴的再制造可行性分析

齐先胜1，侯有忠1，牛富杰1，李世亮2，刘峻亦1，李 硕1

（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000；2.陕西天元智能再制造股份有限公司，陕西 西安 710065）

通过对比分析电刷镀、热喷涂、堆焊以及激光熔覆四种再制造技术的特点和用于车轴再制造修复的现状，阐述了激光再制造技术作为新型制造技术的优势。从激光熔覆技术的设备和关键工艺、熔覆层的微观组织的特性、粉末材料的可开发性以及采用超声波消除残余应力手段等方面进行讨论和分析，说明激光熔覆技术用于高速动车组车轴的再制造是可行的。

再制造；动车组；车轴；激光熔覆；残余应力

0 前言

近年来，再制造在国内外制造业中得到了快速发展，并受到我国政府的重视。再制造行业是绿色循环经济的主要组成部分，不仅被纳入国家法律体系[1]，而且在产业化完成和基础研究等方面取得了阶段性成果。高速动车组车轴是转向架系统的重要部件，其可靠性直接关系着列车运行的安全性。EA4T钢车轴是一种欧洲标准EN13261[2]规定的高速、重载机车车辆用车轴，物理力学性能优异，广泛应用于高速动车组机车中[3-4]。车轴在组装、退卸和检修过程中，轮座、集电环座、齿轮座等配合部位会发生划伤、磕碰及微振磨蚀等损伤。车轴的结构、实物及损伤情况如图1所示。目前，对于划伤深度小于0.1 mm的车轴，采用打磨方式进行修复；对于划伤深度大于0.1 mm的车轴，一般进行封存处理，待修复技术成熟时再进行修复。据不完全统计，截止2016年11月国内高速动车组制造企业封存车轴数量高达2000余根，总价值近2亿元。随着高速动车组运营里程的增加，这一数字将逐年增加。因缺陷超限而封存的大量车轴，一方面造成资源浪费，增加动车运营成本，另一方面，不符合国家对于绿色循环经济的倡议。因此，高速动车组车轴修复和再制造技术的开发和成功应用，将大大降低高铁动车组的运营成本。本研究从车轴再制造技术的方法、车轴再制造材料和工艺控制等角度分析车轴的再制造可行性，为高速动车组车轴的再制造进行前期探索。

图1 动车组车轴结构

1 车轴再制造技术现状

车轴再制造的核心是恢复因划伤、呛轴和磕碰以及去除表面疲劳层的缺失尺寸，通过合适的再制造技术和工艺，使修复后的车轴达到或超过新造车轴的性能。目前，针对车轴的损坏情况，适合于车轴的再制造技术主要有电刷镀技术[5-8]、自动TIG堆焊技术[9-12]、热喷涂技术[13-18]和激光熔覆技术[19-23]。

1.1 电刷镀技术

电刷镀技术是基于电解原理，在零件表面快速沉积金属而形成镀层的技术[24-26]。它具有沉积速度快、镀层种类多、工艺简单、镀层性能优良等特点，是表面磨损失效机械零件再制造修复和强化的有效手段。电刷镀技术作为一种重要的失效零件再制造加工方法，在废旧产品再制造中大量应用，不但可以恢复零件的尺寸精度，还能提高零件的表面性能，具有优异的经济性。

自1990年开始，电刷镀技术已经在铁路工业中使用，这种金属修复方法作为磨损和损坏的车轴轴颈修复方法受到特别的重视，而且作为一种有效的低成本的维修方法已奠定了其地位。韩行高[7]等人分析了电刷镀修复机车车轴的初步实践和展望，以及车轴再制造的可能性。美国铁路协会（AAR）采用电刷镀法填满磨损环区深为256 μm的槽，使磨损轴颈的直径尺寸恢复达到装压配合要求，每年节省了大量的车轴更新费用。

1.2 TIG堆焊技术

堆焊技术作为表面工程中的重要分支，它是指借助热源手段将具有一定使用性能的合金材料熔覆于母体材料的表面，使母材具有特殊性能或已失损零件恢复原有的尺寸[27-28]。TIG堆焊的焊接热输入量是所有弧焊方法中最小的，其优点为：（1）焊接工艺稳定，焊接质量可靠性高，且易实现自动化；（2）可在普通材料上熔覆高性能（耐磨、耐高温、耐蚀等）的堆焊层，节省贵重金属。TIG堆焊技术作为一种高质量的表面改性方法，广泛地应用于冶金、电站、铁路、车辆、核动力及工模具等的制造修复中。

1.3 热喷涂技术

热喷涂[29]技术具有喷涂材料范围广、基体形状与尺寸不受限制、涂层厚度容易控制、工艺操作简单、成本低、效率高、能赋予零件表面特殊性能等特点，是实现损伤零部件表面尺寸恢复和性能提升的关键手段。作为一种再制造修复成形技术，已成功应用于航空航天、石油化工、矿山机械、电力等领域装备零件的再制造。

程江波[30]等人采用Fe基非晶纳米晶复合材料对发动机曲轴轴颈磨损部位进行再制造研究发现，再制造后的曲轴产品质量与新品相当，且无需后续热处理，综合成本仅为原新品的1/10。刘伟[5]等人选取经过2次修补的旧车轴，采用热喷涂技术在车轴表面喷涂0.5 mm厚的Ni-Cr合金涂层进行修复。结果表明0.5 mm厚修复涂层具有较高的耐微动疲劳和磨损能力，修复后的轴磨损截面未见涂层与基体局部分离现象。热喷涂层能够有效保护轴，降低轴的疲劳强度，延长车轴使用寿命。B.п.Казвмин[14]等人采用金属电弧喷涂法修复单测磨损深度达1.0 mm的机车车轴轴颈，完成了3根试验批轴，并装车进行10万km的试运行。结果表明，轴颈经金属喷涂修复的试验轮在试运行10万公里后，轴承部位的状态仍完好。随着热喷涂技术的深入研究和应用，将推动它在再制造领域的高效规模化应用。

1.4 激光再制造技术

激光再制造是以丧失使用价值的损伤、废旧零部件作为再制造毛坯，利用以激光熔覆技术为主的高新技术对其进行批量化修复、性能升级，所获得的激光再制造产品在技术性能和质量上都能达到甚至超过新品[31-32]。

激光熔覆技术是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的熔覆材料，经激光辐照使之与基体表面薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体呈冶金结合的表面覆层的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。激光熔覆技术主要有以下独特的优点：（1）能量密度高，热影响区小、工件热变形小、成型美观。（2）形成高强度冶金结合界面。（3）工件与激光束夹角可操作性高，配合数控工作单元对复杂几何形貌工件表面加工。（4）加工对象涵盖各种金属基合金，灵活调整基材各合金成分和添加适当强化相，可得到合格的熔覆层综合机械性能。

李从辰[17]等人在EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金，熔覆层成型好，与基体形成良好的冶金结合。研究结果表明，熔覆层的硬度为HV338～404，较基体的硬度值HV205～360升高。熔覆试样的屈服强度和抗拉强度均高于标准值，冲击韧性为基体的29%～51%，熔覆层冲击断后呈现脆性断裂特征，基体断口为韧性断裂机制。

一些关键技术指标对比如表1所示。可以看出，激光熔覆技术能够有效解决堆焊无法解决的技术问题，如热变形、热疲劳以及组织粗大等；同时解决了电刷镀、热喷涂技术无法克服的技术问题，如涂层与基材结合强度较差，在使用过程中易产生剥离。激光熔覆可以实现车轴的快速修复和表面性能强化，具有热影响区小、工件热变形小、残余应力小、加工余量小以及结合强度高、加工灵活适应性好、材料成分配比容易调整等优点。

表1 4种再制造技术对比Table 1 Comparison of four remanufacturing techniques

2 激光再制造可行性分析

激光加工技术被誉为“未来制造业的共同手段”，近十余年来，该技术与再制造产品相结合，形成的激光再制造工程技术和激光再制造产业是再制造工程技术和再制造产业的重要组成部分。激光熔覆技术是激光再制造技术的关键技术，目前普遍用于各类产品的增材再制造。对于作为高速动车组转向架的关键部件车轴，根据其各项技术指标要求，结合激光熔覆技术的技术优势，从激光熔覆的设备、材料、关键工艺控制等方面分析车轴的再制造可行性。

在提出了“良家幼女”和“卖淫幼女”的区分后，继而引发的就是两种幼女的区别对待保护问题，违背了刑法的人人平等原则。有人质疑，对待“良家幼女”适用强奸罪，“卖淫幼女”适用嫖宿幼女罪，后者本身的“轻刑化”和特定语境下的“卖淫嫖娼”对幼女的歧视，更是将“卖淫幼女”推到了自身也需要负责任的不公平境地，因为这类幼女她们受到的伤害小于强奸罪中的受害幼女，设定两种罪名就是程度不同的保护。

2.1 激光再制造设备

激光熔覆设备包括激光器、激光传输系统、送粉装置、冷却装置以及执行机构等部件。随着科学技术的发展，适用于激光熔覆的激光器种类发生了演变。激光器包括CO2激光器、高功率半导体激光器（HPDL）以及高功率光纤激光（HPFL）。3种激光器的主要性能如表2所示。

表2 3类激光器主要性能比较Table 2 Performance comparison of three types of laser systems

最初激光熔覆采用CO2激光器作为激光发生源，广泛用于再制造，但具有体积大、结构复杂、移动和维护困难，金属对波长10.6 μm的激光不能很好地吸收，不能采用光纤传输激光以及熔覆时光致等离子体严重等缺点。半导体激光器体积小、能耗低、且可连续不间断工作，光束质量较差，但更适合激光熔覆光斑的发散控制，可根据实际需要调节激光头的焦距设置不同的光斑尺寸。而光纤激光器由于光束质量强，广泛用于激光切割和激光焊接，用于激光熔敷时，由于很难使光束发散均匀，不便设计为所需要的光斑尺寸，也有将其设计为矩形光斑，但是适用范围受限。光纤激光器的光电转化率也低于半导体激光器。

因此，半导体激光器更适用于激光熔覆的激光发生系统。德国通快公司开发的激光功率闭环控制系统使得熔覆层的稀释率、显微硬度等质量指标在整个熔覆轨迹上保持相对恒定的值，并且激光器可长时间连续工作。

江吉彬[33]等人对激光熔覆的送粉工作原理进行了阐述，根据粉末喷射头和激光工作头的集成情况，将送粉方式分为同轴送粉器方式（见图2a）和侧向送粉方式（见图2b）。

同轴送粉具有以下特点：（1）适用于圆形光斑，常用光斑直径为φ1～φ5 mm；（2）激光的可达性好，可实现平、横位置熔覆；（3）熔覆层质量好，精度可控，残余应力小，氩气能够保护充分；（4）熔覆层表面成型良好，与母材的浸润性好；（5）粉末在落向基体之前，经激光束的加热后熔覆在基体表面，冶金反应更充分；（6）熔覆效率较低；（7）粉末利用率低，约 50～60%。

图2 两种送粉方式Fig.2 Two powder delivery methods

侧向送粉方式的特点：（1）适用于圆形光斑或矩形光斑，多用于矩形光斑；（2）熔覆层质量同于同轴送粉方式，多层熔覆时容易出现缺陷；（3）矩形光斑熔覆层宽度宽，熔覆效率高；（4）粉末利用率高，可达80%以上；（5）热输入量高于同轴送粉。

车轴的再制造选择同轴送粉的方式进行熔覆。

2.2 激光再制造粉末材料分析

高速动车组车轴材料为EA4T，其化学成分及力学性能如表3、表4所示。

表3 EA4T车轴钢化学成分（单值为最大值）Table 3 Chemical composition of EA4T steel%

表4 空心轴壁中间位置强度（材料EA4T）Table 4 Mechanical properties of EA4T material located in the middle of hollow axle wall

为了使车轴再制造后的各项技术指标满足或优于新轴性能，调整了EA4T钢合金粉末化学成分，开发了针对EA4T车轴钢的专用粉末。该金属粉末以EA4T钢的化学成分为配方基础体系，通过添加适量的合金元素来提高激光熔覆的工艺性能和熔覆层金属的综合机械性能。在合金粉末中加入具有强烈脱氧元素Si、B等元素[34]。在激光熔覆过程中，Si和B优先与合金粉末中的氧和工件表面氧化物一起熔融生成低熔点的硼硅酸盐等覆盖在熔池表面，形成熔渣，保护熔池，防止液态金属过度氧化，从而改善熔体对基体金属的润湿能力，减少熔覆层中的夹杂和含氧量，提高熔覆层的工艺成型性能。同时，添加Ni、Mo等细化晶粒元素，以提高熔覆层的冲击韧性和改善硬度值符合车轴EN 13261的标准要求。

通过对该粉末的初期开发和试验，该专用粉末工艺性能良好，其化学成分和硬度均与EA4T钢相近似。

2.3 激光再制造覆层的微观结构分析

EA4T钢属于中碳合金钢锻件，供货状态为调质热处理其微观组织结构为贝氏体/回火马氏体组织，晶粒度为ISO 643 5级或更细（细晶粒）。激光再制造熔覆层一般分为熔覆区、基体结合区（过渡区）和热影响区三个区。激光熔覆层的微观结构受材料体系和工艺参数的影响[35]。某铁基金属粉末的激光熔覆层的微观组织如图3所示。由图3a可知，在熔覆层与基体界面处形成厚约1μm的“白亮带”，它是以平面晶的生长形态沿热流方向生长出来的。“白亮带”的形成使得基体和熔覆层之间形成良好的冶金结合。在靠近熔池池底部为垂直于界面生长的胞状晶和柱状晶。由图3b可知，在熔覆层的中部为具有方向性的枝晶生长区。在熔覆层的上部为等轴晶，如图3c所示。由铁基粉末激光熔覆层底部到顶部的显微组织变化可看出，熔覆层整体组织变化均匀，组织相对细小，熔覆层具有良好的延展性和韧性。激光熔覆层的微观组织结构决定车轴的性能，通过组织结构分析为车轴的激光再制造提供了理论基础，为车轴激光再制造的专用粉末研发和工艺开发提供了科学依据。

2.4 激光再制造车轴关键工艺控制分析

图3 铁基粉末激光熔覆层显微结构[2]Fig.3 Microstructure morphology of laser cladded iron-based alloy

激光熔覆技术的工艺参数包括激光功率、送粉量、扫描速率、搭接量、辅气流量、保护气体流量等，其中激光功率、送粉量和扫描速率作为关键工艺参数，直接决定激光熔覆层的各项技术指标满足标准要求。如何控制和减小激光熔覆对于车轴基体材料产生的不利影响是车轴再制造研究的关键，其中激光熔覆后车轴表面的残余应力问题是车轴再制造的难点。按照EN13261要求，再制造后的表面残余拉应力不得大于+100MPa。

车轴的疲劳损伤往往发生在表面或从表面开始，然后逐渐向内部扩展并最终导致整个车轴失效。因此怎样控制再制造车轴表面硬度或残余应力来减少或延缓车轴的失效，对车轴再制造技术提出了更高的要求。许明三[36]等人对激光熔覆层表面的应力分布进行了研究，如图4所示。由图4a可知，平行扫描方向的激光熔覆层表面主要受拉应力，最大值出现在熔覆层边缘。由图4b可知，垂直扫描方向上拉应力最大出现在熔覆层中心，基体主要承受压应力，最大值出现在熔覆层与基体的交界处，即应力由熔覆层至基体逐渐由拉应力转变为压应力，压应力逐渐减小。由图4c可知，熔覆层深度方向应力分布为拉应力，而且随着熔覆层深度的增加，拉应力从相对稳定转为上升趋势。这是因为激光熔覆是局部受热熔化过程，这一过程熔覆层基体受热不均匀，熔池部位急剧加热，迅速膨胀，产生非平衡温度场。而后熔池经凝固、收缩及冷却，产生收缩变形，而基体相对收缩较小，并且熔覆层与之间为冶金结合，因而熔覆层表面将受到基体拉应力作用，相应的反作用力作用于基体，表现为压应力。

图4 激光熔覆层应力分布曲线Fig.4 Stress distribution of laser cladding layer

针对车轴激光熔覆后表面存在残余拉应力，除了采取预热和缓冷的措施降低应力外，采用超声波表面改性技术（简称UNSM技术）来消除残余应力是可行的。该方法首先在乌克兰诞生，于20世纪60年代在美国得到迅速发展，被公认为是提高焊接结构疲劳性能最有效的方法[37]。其工作原理是利用大功率的超声波推动冲击工具以20 000～40 000次/s的频率冲击金属物体表面，由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量，使金属表面层产生较大的压塑形变形，同时超声波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力[38-40]，如图5所示。

梁晨[41]等人利用超声冲击设备对EA4T车轴钢进行了表面强化处理，并研究处理后表面的金相组织、显微硬度和粗糙度。结果表明，经过超声冲击处理后，试样表面发生了剧烈的塑性变形，晶粒明显细化，显微硬度提高25%，表面粗糙度降低了6.5倍，变形厚度约为80 μm，变形区域基体没有明显界限。表面硬度的提高是晶粒细化和加工硬化的结果。

Amanov A等人[42]研究了UNSM处理铁路轴承钢的超高频（108～109）循环疲劳特性。在UNSM处理后引入的变形层中，粗大的铁素体晶粒（10 μm）细化至纳米级（200 nm）。随着表面深度减小，晶粒尺寸减小，表面硬度从200HV提高到280 HV（见图6a）。UNSM处理样品的108～109次循环的疲劳强度增加了约10%（见图6b）。表面硬度和疲劳强度的提高是由于UNSM处理诱导的表面层中产生了细化的纳米结构晶粒，如图7所示。

基于上述对激光熔覆层的超声冲击表面改性研究结果，采用超声冲击处理技术可有效改变激光再制造车轴表面性能，通过细化表面晶粒尺寸、提高表面硬度、降低车轴表面残余应力来保证车轴表面性能满足标准要求。

3 结论

（1）与电刷镀、堆焊技术、热喷涂技术相比，激光熔覆技术的熔覆层与母材的结合强度高；拥有较小的热输入量，窄小的热影响区，对母材的热损伤小；具有宽泛的熔覆材料选择范围；自动化程度高，熔覆层质量可靠，可以实现批量化生产。

图5 超声波表面改性技术原理Fig.5 Schematic diagram of ultrasonic nanocrystal surface modification

图6 超声冲击处理前后的硬度及疲劳曲线Fig.6 Microhardness and stress amplitude before and after UNSM

（2）基于母材化学成分开发的车轴再制造专用粉末，通过添加具有脱氧剂作用的Si元素和自熔性作用的B元素，提高了熔覆金属的脱氧性和浸润性，保证粉末具有良好的工艺性能。同时，添加Ni、Mo等元素细化晶粒，提高激光熔覆层的冲击韧性，改善熔覆层硬度，使修复区域的各项机械性能与母材相近。

图7 塑性变形层在UNSM处理前后的金相组织Fig.7 Comparison of optical micrographs before and after UNSM

（3）通过超声波表面改性技术手段，能够改变激光熔覆层的残余应力分布和消除残余应力，并进一步细化晶粒，提高修复区域的表面抗疲劳性能。

[1]中华人民共和国主席令第四号.中华人民共和国中央人民政府[引用日期2012-09-1].

[2]BS EN 13261：2009+A1：2010 Railway applications-Wheelsets and bogies—Axles—Product requirements[S].

[3]刘鑫贵，吴毅，项彬，等.动车组车轴标准研究及其技术发展展望[J].铁道机车车辆，2014（6）：18-22+101.

[4]周平宇.高速动车组车轴材料及疲劳设计方法[J].铁道车辆，2009（2）：29-31+48.

[5]M.Rubinstein，一方.电刷镀在部门的应用[J].国外机车车辆工艺，1985（2）：29-32.

[6]朱锡洪.电刷镀延长车轴寿命[J].国外机车车辆工艺，1991（5）：30-31+37

[7]韩行高，张燕.电刷镀修复机车车轴的初步实践和展望[J].电刷镀技术，1988（3）：[页码不详].

[8]唐义号，熊丽芳，熊哲，等.电刷镀再制造技术快速修复缺陷零件应用研究[J].直升技术，2011（2）：49-51+55.

[9]陶勇.车辆零部件修复用堆焊机器人[J].铁道机车车辆工人，1994（12）：30.

[10]Л.Г.Горстко，李先全.用自动堆焊修复车辆车轴螺纹部位的缺陷[J].国外铁道车辆，1991（2）：54-57.

[11]单际国，董祖珏，徐滨士.我国堆焊技术的发展及其在基础工业中的应用现状[J].中国表面工程，2002（4）：19-22.

[12]王振家，徐洪峰，钏晔.熔敷钴基合金的TIG堆焊技术[J].焊接，2004（5）：23-26.

[13]王志平，董祖珏，李丽，等.热喷涂涂层残余应力的测试与分析[J].焊接学报，1999（4）：278-285.

[14]刘伟，何庆复，陈善忠.车轴修复用热喷涂层厚度对微动损伤行为的影响[J].摩擦学学报，2002（6）：435-438.

[15]张燕，张行，刘朝辉，等.热喷涂技术与热喷涂材料的发展现状[J].装备环境工程，2013（3）：59-62.

[16]B.п.Казвмин，宋忠明.用金属电弧喷涂修复机车车辆零件[J].国外机车车辆工艺，2000（6）：5-8.

[17]B.A.OКОВИТЫЙ，宋忠明.轮对车轴轴颈的喷涂修复[J].国外机车车辆工艺，2004（1）：22-24+45.

[18]В.п.Казъмин，宋忠明.金属电弧喷涂法修复机车轮对车轴轴颈[J].国外机车车辆工艺，1997（1）：25-27.

[19]李丛辰，陈文静，向超，等.EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层的微观组织及性能[J].电焊机，2016，46（5）：73-77.

[20]Chen W J，Chen H，Li C C，et al.Microstructure and fatigue crack growthofEA4Tsteelinlasercladdingremanufacturing[J].Engineering Failure Analysis，2017（79）：120-129.

[21]朱子新，徐滨士，朱绍华，等.再制造工程的现状与应用前景[J].机械工艺师，2001（5）：44-45.

[22]王东生，田宗军，沈理达，等.激光熔覆技术研究现状及其发展[J].应用激光，2012（6）：538-544.

[23]赵国宏.激光熔覆技术在大型柱塞修复再制造中的应用[D].云南：昆明理工大学，2015.

[24]任艳萍，邓红华，黄方遒，等.电刷镀在表面工程中应用的研究进展[J].表面技术，2013（6）：83-87+91.

[25]朱胜，姚巨坤.电刷镀再制造工艺技术[J].新技术新工艺，2009（6）：1-3.

[26]胡振峰，董世运，汪笑鹤，等.面向装备再制造的纳米复合电刷镀技术的新发展[J].中国表面工程，2010（1）：87-91.

[27]李玉龙，禹业晓.TIG堆焊技术研究进展[J].电焊机，2012，42（12）：70-76.

[28]任艳艳，张国赏，魏世忠，等.我国堆焊技术的发展及展望[J].焊接技术，2012（6）：1-5.

[29]张伟，郭永明，陈永雄.热喷涂技术在产品再制造领域的应用及发展趋势[J].中国表面工程，2011（6）：1-10.

[30]程江波，梁秀兵，徐滨士，等.电弧喷涂纳米结构涂层的组织与磨损性能[J].摩擦学学报，2009（6）：600-605.

[31]陈江，刘玉兰.激光再制造技术工程化应用[J].中国表面工程，2006（S1）：50-55.

[32]杨庆东.激光熔覆技术在矿山机械设备再制造中的应用[J].中国表面工程，2010（5）：2.

[33]江吉彬，练国富，许明三.激光熔覆技术研究现状及趋势[J].重庆理工大学学报（自然科学），2015（1）：27-36+46.

[34]董世运，马运哲，徐滨士，等.激光熔覆材料研究现状[J].材料导报，2006（6）：5-9+13.

[35]Soodi M.http://researchbank.rmit.edu.au/view/rmit:160586[EB/OL].

[36]许明三，戴腾运，江吉彬，等.不锈钢基体激光熔覆Ni60A的残余应力研究[J].福建工程学院学报，2016（6）：557-562.

[37]吕宗敏，何柏林，于影霞.超声冲击诱发表面纳米化及其对表面完整性的影响[J].材料科学与工程学报，2017（2）：311-315.

[38]梁晨.轨道交通材料的超声冲击表面强化的研究[D].辽宁：大连交通大学，2014.

[39]尚刚.轨道钢表面超声冲击强化的研究[D].辽宁：沈阳理工大学，2013.

[40]轧刚.超声波冲击和超声波喷丸强化技术的发展[A].2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C].2007.

[41]梁晨，覃作祥，陆兴.EA4T车轴钢的超声冲击表面强化[J].大连交通大学学报，2015（4）：89-92.

[42]Amanov A，Cho I H，Kim J H，et al.Application of UNSM（UltrasonicNanocrystalSurfaceModification）technologyfor prolonging service life of journal bearing of railroad axle and for reducing friction loss[EB/OL].International conference on shot peening，ICSP，2011，11：393-398.

Feasibility analysis of remanufacture of high-speed train unit axles

QI Xiansheng1，HOU Youzhong1，NU Fujie1，LI Shiliang2，LIU Junyi1，LI Shuo1
（1.CRRC Qingdao Sifang Co.，Ltd.，Qingdao 266000，China；2.Shaanxi Tyontech Intelligent Remanufacturing Co.，Ltd.，Xi′an 710065，China）

Four major types of remanufacturing techniques，namely，brush plating，thermal spraying，TIG welding and laser deposition，are compared in terms of their characteristics and suitability for remanufacture of high-speed train unit axles.And the advantages of laser remanufacturing technique as a new-type manufacturing technology are summarized.It is clear that laser deposition is overall superior to the other three.Further discussion is provided regarding the equipment and key technology of laser deposition，the characteristic of microstructure of laser deposition layer，and the development of metal powder materials.More importantly，ultrasonic impact treatment is introduced to relieve the residual stress.It is indicated that laser deposition with proper powder materials and surface posttreatment should be able to meet the remanufacturing requirement of high-speed train unit axles.

remanufacture；train unit；axle；laser deposition；residual stress

TG456.7

A

1001-2303（2017）10-0008-08

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.10.02

本文参考文献引用格式：齐先胜，侯有忠，牛富杰，等.高速动车组车轴的再制造可行性分析[J].电焊机，2017，47（10）：8-15.

2017-07-05

齐先胜（1989—），男，焊接工艺师，硕士，主要从事高速动车组的转向架焊接、车轴再制造技术开发和应用工作。E-mail：goodqixiansheng@163.com。