[发明专利]铁路桥梁球形支座用改性超高分子量聚乙烯等压烧结法及其结构

说明书

技术领域

本发明属于铁路桥梁球形支座技术领域，涉及铁路桥梁球形支座的烧结支座板中的碳纤增强超高分子量聚乙烯（CFWPE）的等压烧结技术，具体地说是一种铁路桥梁球形支座用改性超高分子量聚乙烯等压烧结法以及结构。

背景技术

现有的铁路桥梁球形支座中摩擦副是由不锈钢板与改性聚四氟乙烯或高分子量聚乙烯组成。改性聚四氟乙烯或改性高分子量聚乙烯与铁路桥梁球形支座中的底座相连接，改性聚四氟乙烯或改性高分子量聚乙烯与铁路桥梁球形支座中的下支座连接方式有：螺栓紧固；常温下用粘结剂粘结。由于铁路桥梁球形支座的承载力较大，作用在桥梁活动支座摩擦副上的压强也较大，约在20-45兆帕之间。较大的压强使粘结剂或螺钉容易变形。

由于铁路桥梁球形支座的使用寿命长，通常是10年到60年。较长的时间使粘结剂容易变性失效。由于铁路桥梁球形支座受的往复冲击较大，冲击加速度达0.1G，造成桥梁活动支座中的改性聚四氟乙烯或改性高分子量聚乙烯与底座的连接粘结失效，螺栓经常松动。改性聚四氟乙烯或改性高分子量聚乙烯从底座中脱落时有发生。这些缺陷会严重影响高铁的运行安全，有待解决。

发明内容

本发明为解决现有问题，旨在提供一种铁路桥梁球形支座用改性高分子量聚乙烯等压烧结方法、烧结剂以及结构。

本发明的技术方案包括一种铁路桥梁球形支座用改性超高分子量聚乙烯等压烧结法，包含如下步骤：

步骤一，将烧结剂加热熔化；将碳纤增强超高分子量聚乙烯（CFWPE）表面加热熔化或运用热态的烧结剂使其被动加热而熔化，然后将上述两种熔融体互相贴合；

步骤二，对基板表面加热或使其被熔融状态的烧结剂加热，然后与烧结剂粘合；

步骤三，冷却、固化并形成依次为基板、烧结剂、CFWPE层的复合层结构。

作为优选，步骤二中，先将基板加工成所要求的形状，对基板表面进行粗糙处理，清洗处理过的基板表面使其形成新鲜的基体面；然后在烧结剂的表面铺涂CFWPE。

其中，所铺涂的烧结剂为过热的熔融状态，对CFWPE进行加压，固定形状，同时冷却使烧结剂冷却固化，最终得到粘结复合的成品。

其中，所铺涂的烧结剂为常温状态，对基板要涂覆的基板表面进行加热，等待烧结剂溶化后再对CFWPE进行加压，固定形状，同时冷却使烧结剂固化，最终得到烧结复合的成品。

其中，对基板要涂覆的基板表面进行加热的方式为热辐射或者电磁感应，基板的表面温度加热至80-250℃，加热厚度0.5-20mm。

作为优选，步骤三中，在CFWPE的块体加上0.01-3MPa的压力，保持压力不变，凝固烧结剂；待基板的表面温度低于60℃后，撤去加在CFWPE上的压力，即完成整个不同材料的复合。

作为优选，所用的CFWPE包括：分子量大于600万的聚乙烯分子含量50-98%；小于600万分子量的聚乙烯含量5-30%；添加剂：石墨烯和/或石墨和/或金属粉和/或陶瓷粉和/或碳纤维和/或陶瓷纤维和/或有机纤维，含量2-30%。

作为优选，烧结剂包括：乙烯-马来酸酐含量30-60%，乙二胺5-15%，二甲酸二丁酯5-15%，余量为松香和其他添加剂。

其中，改性超高分子量聚乙烯（CFWPE）或超高分子量聚乙烯或聚乙烯为板状或颗粒状或者粉末状。

本发明还提供一种铁路桥梁球形支座摩擦副的结构，依次为基板、烧结剂、滑板。

其中，基板和烧结剂贴合的一面为平面或凹球面或凸球面或异形表面。

其中，基板上设有沟槽和/或岭脊。

其中，基板的材质为铁、不锈钢、铁合金、铝合金、镁合金、复合材料中的一种。

其中，滑板材质为改性超高分子量聚乙烯（CFWPE）、超高分子量聚乙烯、聚乙烯中的一种。

相对于现有技术，本发明创造性地将烧结方法运用于高铁的支座行业，依本发明的方法而制成CFWPE与基板的摩擦副机构的连接非常牢固、粘结强度大；耐气候变化能力强，长时间使用不会出现脱胶现象，起到了意想不到的优势效果。

附图说明

图1为发明一个实施例的结构示意图；

图2为发明一个实施例的结构示意图。

其中，1为滑板，2为烧结剂，3为基板。

具体实施方式

实施例（一）

参见图1，本实施例为生产铁路桥梁球形支座的摩擦副结构，产品的结构包括依次为基板、烧结剂、碳纤增强超高分子量聚乙烯（CFWPE）。其中，基板为圆弧形，材料为不锈钢。