中国粉体网讯
人物简介
胡登文,男,副研究员,入选四川省青年人才计划。西南交通大学材料科学与工程专业博士,上海交通大学材料学院博士后,入选四川省和成都市青年人才。主要从事先进激光加工及表面工程研究。博士及博士后导师为材料学院院长、长江学者陈辉教授,是其领衔的先进轨道交通材料与激光加工团队骨干成员。主持国家、省级项目10余项,财政经费500余万元,获中国技术市场协会金桥奖一等奖(排3)、四川省科技进步一等奖(排5)和教育部科技进步二等奖(排7),指导学生获国际“互联网+”大学生创新创业大赛国赛铜奖和四川省金奖。发表论文37篇,其中SCI论文27篇,授权发明专利6件。
钢牙危机,大国重器之痛
“21世纪是隧道与地下工程大发展的时代”,这句话在当今体现得淋漓尽致。盾构机是隧道挖掘的“钢铁穿山甲”,是保障国家重大工程的“大国重器”,广泛用于高铁、地铁、水利工程等重大隧道工程建设。大型盾构机具有掘进速度快、施工工期短、对生态破坏性小、综合效益高等优点,在我国得到大规模应用。
盾构机作为隧道建设的核心装备,其刀具性能直接影响工程安全与效率。在复杂地层、长距离连续掘进条件下,刀具线速度高,磨损、冲击剧烈,传统切削刀具钎焊强度低,易崩刃、掉块,滚刀耐磨性差导致掘进效率低,开仓和刀具更换风险大。据中国工程院《我国盾构刀具产业现状分析报告》,进口刀具占比超60%。在川藏铁路等复杂地层施工中,中铁工务段工程日志显示:硬质合金崩刃率达30%以上,进口滚刀单价超8万元。2018年西安地铁施工险情更凸显国产刀具亟待突破的技术壁垒。
深扎一线,探寻盾构真理
为攻克这一制约工程进度与安全的“卡脖子”难题,胡登文深入现场调研成都地铁、西安地铁、川藏铁路等隧道掘进一线,实地调研了解地质参数、施工工法,优化刀具材料与工艺参数,为隧道安全高效掘进奠定了基础。团队系统采集刀具失效数据,锁定三大失效主因:1.硬质合金/钢基体钎焊热应力裂纹;2.熔覆涂层界面冶金结合弱区;3. 粉体孔隙致局部应力集中。
针对切刀硬质合金与钢钎焊界面开裂、合金脱落和滚刀耐磨性差导致盾构刀具寿命短的难题,胡登文及其团队提出多尺度界面匹配设计方法,突破低应力高强韧的钎焊和激光熔覆技术,开发了长寿命、高可靠盾构机刀具,在铁建重工主机厂、中国中铁、中国铁建、中国水电等企业的城市地铁、铁路隧道和引水工程中应用,整体寿命较普通刀具提升1.9~2.5倍,开仓次数减少50%,大幅提升了施工安全与效率,并成功入选四川省重大技术装备首台套产品。
产业落地:自主替代的破冰征途
胡登文团队在盾构机刀具领域的技术突破获得行业权威高度认可。李贺军院士、潘复生院士等评价“切削刀具高强韧钎焊技术、激光增材制造高耐磨滚刀工艺技术达到国际领先水平”。该技术在四川广正科技有限公司转化应用,近5年新增刀具销售额8000余万元,推动盾构刀具国产替代,支撑企业入选四川省“专精特新中小企业”,为铁路高端工程装备关键部件自主化提供支撑。
参考来源:
西南交通大学官网、材料青年视界公众号
(中国粉体网编辑整理/留白)
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