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人物簡介
胡登文,男,副研究員,入選四川省青年人才計劃。西南交通大學材料科學與工程專業博士,上海交通大學材料學院博士后,入選四川省和成都市青年人才。主要從事先進激光加工及表面工程研究。博士及博士后導師為材料學院院長、長江學者陳輝教授,是其領銜的先進軌道交通材料與激光加工團隊骨干成員。主持國家、省級項目10余項,財政經費500余萬元,獲中國技術市場協會金橋獎一等獎(排3)、四川省科技進步一等獎(排5)和教育部科技進步二等獎(排7),指導學生獲國際“互聯網+”大學生創新創業大賽國賽銅獎和四川省金獎。發表論文37篇,其中SCI論文27篇,授權發明專利6件。
鋼牙危機,大國重器之痛
“21世紀是隧道與地下工程大發展的時代”,這句話在當今體現得淋漓盡致。盾構機是隧道挖掘的“鋼鐵穿山甲”,是保障國家重大工程的“大國重器”,廣泛用于高鐵、地鐵、水利工程等重大隧道工程建設。大型盾構機具有掘進速度快、施工工期短、對生態破壞性小、綜合效益高等優點,在我國得到大規模應用。
盾構機作為隧道建設的核心裝備,其刀具性能直接影響工程安全與效率。在復雜地層、長距離連續掘進條件下,刀具線速度高,磨損、沖擊劇烈,傳統切削刀具釬焊強度低,易崩刃、掉塊,滾刀耐磨性差導致掘進效率低,開倉和刀具更換風險大。據中國工程院《我國盾構刀具產業現狀分析報告》,進口刀具占比超60%。在川藏鐵路等復雜地層施工中,中鐵工務段工程日志顯示:硬質合金崩刃率達30%以上,進口滾刀單價超8萬元。2018年西安地鐵施工險情更凸顯國產刀具亟待突破的技術壁壘。
深扎一線,探尋盾構真理
為攻克這一制約工程進度與安全的“卡脖子”難題,胡登文深入現場調研成都地鐵、西安地鐵、川藏鐵路等隧道掘進一線,實地調研了解地質參數、施工工法,優化刀具材料與工藝參數,為隧道安全高效掘進奠定了基礎。團隊系統采集刀具失效數據,鎖定三大失效主因:1.硬質合金/鋼基體釬焊熱應力裂紋;2.熔覆涂層界面冶金結合弱區;3. 粉體孔隙致局部應力集中。
針對切刀硬質合金與鋼釬焊界面開裂、合金脫落和滾刀耐磨性差導致盾構刀具壽命短的難題,胡登文及其團隊提出多尺度界面匹配設計方法,突破低應力高強韌的釬焊和激光熔覆技術,開發了長壽命、高可靠盾構機刀具,在鐵建重工主機廠、中國中鐵、中國鐵建、中國水電等企業的城市地鐵、鐵路隧道和引水工程中應用,整體壽命較普通刀具提升1.9~2.5倍,開倉次數減少50%,大幅提升了施工安全與效率,并成功入選四川省重大技術裝備首臺套產品。
產業落地:自主替代的破冰征途
胡登文團隊在盾構機刀具領域的技術突破獲得行業權威高度認可。李賀軍院士、潘復生院士等評價“切削刀具高強韌釬焊技術、激光增材制造高耐磨滾刀工藝技術達到國際領先水平”。該技術在四川廣正科技有限公司轉化應用,近5年新增刀具銷售額8000余萬元,推動盾構刀具國產替代,支撐企業入選四川省“專精特新中小企業”,為鐵路高端工程裝備關鍵部件自主化提供支撐。
參考來源:
西南交通大學官網、材料青年視界公眾號
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