防曬減脹鋼軌的製作方法

2023-09-23 17:37:20 1

專利名稱：防曬減脹鋼軌的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及陸路運輸領域，具體涉及鋼軌表面降溫技術領域。
背景技術：
在環境溫度不斷變化下，鐵路運輸已朝向高速、重載的方向不斷發展著。與此同時，容易出現原來的鋼軌載重後的質量達標問題和炎熱的夏季鋼軌脹軌、變形乃至跑道等安全問題。若不有效解決這些問題，將會隨時存在著嚴重威脅鐵路行車的安全隱患。為了降低鋼軌的溫度(軌溫)，現有的技術是在在線鐵路上設計了一種液態二氧化碳長鋼軌降溫技術裝置(CN03216211. 1)和鋼軌快速降溫器(CN97245M5. 1)。雖然它們能夠在較短的時間內可以降低軌溫，但是不能夠在自然環境溫度下自然而長期的降低軌溫。
發明內容本實用新型的目的是為了解決上述技術存在的不足，提供一種在環境溫度下能夠長時間防曬減脹鋼軌。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的防曬減脹鋼軌，是在鋼軌軌頭表面上製備導電隔熱的雷射熔覆層結構，再在鋼軌的其餘表面上製備隔熱防腐的保護層結構。實現本實用新型的具體技術方案是先在鋼軌軌頭的表面用黏結劑黏結一層合金粉末與陶瓷粉末的混合料層，再在該混合料層上黏結一層合金粉末層或黏結一層合金粉末與極少量的納米化合物粉末的混合料層後，用雷射車上的雷射照射熔融，形成雷射熔覆層；或者先用雷射送粉方式在軌頭表面形成一層含有合金粉末與氧化物陶瓷粉末混合後的雷射熔覆層，再在該熔覆層上用黏結劑黏結一層合金粉末與極少量的納米化合物粉末的混合料層後，用雷射照射熔融，形成雷射熔覆層；或者先用雷射送粉方式在軌頭表面熔覆一層含有合金粉與納米化合物粉末混合料的雷射熔覆層，再在軌頭表面焊接一層不鏽鋼帶。然後，在除雷射熔覆層外的鋼軌表面上製備隔熱防腐的保護層結構。該保護層結構是黏結或粘貼的隔熱片或隔熱膜或智能降溫薄膜或防曬貼膜或納米噴鍍層。所述的防曬減脹鋼軌，總體上由軌頭(1)、軌鄂O)、軌腰(3)、軌底0)、鋼軌表面(5)以及雷射熔覆層(6)、保護層(7)組成，其特徵在於雷射熔覆層(6)設在鋼軌表面(5)的上表面和軌鄂的表面上，保護層(7)設在除雷射熔覆層(6)外其餘的鋼軌表面( 上。本實用新型的優點為①雷射熔覆層或不鏽鋼帶的鋼軌導電性強，保證了鐵路線路導電信號系統的正常工作；②軌頭表面的熔焊結構使鋼軌耐磨，延長了鋼軌的使用壽命；③具有熔覆層結構和保護層結構的鋼軌防曬、隔熱降溫，減少了鋼軌截面上的溫度應力，提高了鐵路線路上行車的安全性；④上述結構的鋼軌避免了裸露在風吹日曬和潮溼雨淋環境下氧化生鏽的後果，提高了鋼軌的防腐性能，節約了鐵路線路的運營成本。下面給出說明書附圖並對本實用新型防曬減脹鋼軌進行分圖說明。

圖1 包括雷射熔覆層和防曬貼膜的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖2 包括雷射熔覆層和智能控溫薄膜的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖3 包括雷射熔覆層和智能控溫片或智能控溫板的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖4 包括不鏽鋼帶和智能控溫片或智能控溫板的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖5 包括雷射熔覆層和防曬隔熱片或防曬隔熱板的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖6 包括雷射熔覆層和隔熱片或隔熱板的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖7 包括雷射熔覆層和雙層隔熱片或雙層隔熱板的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖8 包括不鏽鋼帶和隔熱片或隔熱板的防曬減脹鋼軌橫截面圖。圖9 包括雷射熔覆層和納米鏡面噴鍍層的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。圖10 包括不鏽鋼帶和納米銀面噴鍍層的防曬減脹鋼軌橫截面示意圖。下面參照說明書附圖並結合實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明，但本實用新型的保護範圍並不受以下僅作為說明性的實施例的限制。實施例1本實用新型提供的防曬減脹鋼軌如圖1所示。鋼軌由軌頭(1)、軌鄂(2)、軌腰(3)、軌底(4)和鋼軌表面( 組成。在經過除鏽、除塵和清洗、乾燥等表面處理後，在鋼軌表面(5)的上表面和軌鄂O)的表面，也就是在這裡和在本文中所述的軌頭(1)的表面，先用黏結劑黏結一層合金粉末與陶瓷粉末的混合料層，再在該混合料層上黏結一層合金粉末與極少量的納米化合物粉末的混合料層後，用移動式雷射裝置上的雷射照射熔融，形成雷射熔覆層(6)。再在其餘的鋼軌表面(5)上，通過粘結劑或膠粘劑粘貼上防曬貼膜(7)，或直接將膜片的膠面貼到鋼軌表面(5)上，防曬貼膜即保護層(7)可以是建築隔熱貼膜、玻璃隔熱膜、防熱輻射膜、防曬隔熱膜中的一種。實施例2如圖2所示，在經過除鏽、除塵和於燥等表面處理的鋼軌上，先用雷射送粉方式在軌頭(1)的表面熔覆一層合金粉末與氧化物陶瓷粉末混合後的熔覆層，再在該熔覆層上用黏結劑黏結一層合金粉末與極少量的納米化合物粉末的混合料層後，用雷射照射熔融，形成雷射熔覆層(6)。再在其餘的鋼軌表面( 上，通過膠粘劑粘貼上智能控溫薄膜(7)，即保護層(7)。該薄膜是一種二氧化釩太陽熱智能控溫高聚物薄膜，具有智能性控溫作用，可以調節室外的鋼軌溫度。實施例3如圖3所示，鋼軌的基體由軌頭⑴、軌鄂(2)、軌腰(3)、軌底(4)和鋼軌表面(5)組成。在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，先用雷射送粉方式在軌頭(1)的表面熔覆一層合金粉末與納米化合物粉末均勻混合後的熔覆層，再在該熔覆層上黏結一層合金粉末，用雷射照射熔融，形成雷射熔覆層(6)。再在其餘的鋼軌表面(5)上，通過粘結劑粘貼上智能控溫片(板)(7)，即保護層(7)。該智能控溫片(板)可以是一種二氧化釩太陽熱智能控溫高分子片(板)材料，具有使鋼軌夏天降溫，冬天升溫的智能控溫特性。當然，該智能控溫片(板)也可由常溫可逆溫致變色材料製備，同樣可以達到「冬暖夏涼」的調溫效果。 實施例4圖4顯示的防曬減脹鋼軌結構，是在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，先用雷射送粉方式在軌頭(1)的表面熔覆一層合金粉末與氧化物陶瓷粉末均勻混合後的雷射熔覆層(6)，再在軌頭(1)的表面中心兩側0.30 0.40WH範圍內，用等離子堆焊或電弧設備及焊槍等焊接設備和焊接工藝，以及合金焊條或合金焊絲等，焊接一層5 20mm寬的不鏽鋼帶(8)。再在其餘的鋼軌表面(5)上，通過膠粘劑或粘結劑粘貼上如實施例3所述的智能控溫片(板)(7)，即保護層(7)。實施例5在圖5中，先將鋼軌進行除鏽、除塵和乾燥等的表面處理，再在軌頭(1)的表面，用黏結劑黏結一層合金粉末與陶瓷粉末的混合料層，然後在該混合料層上黏結一層含有極少量的納米氧化物陶瓷粉末的合金粉末，用雷射照射熔融，形成雷射熔覆層(6)。再在其餘的鋼軌表面(5)上，通過粘結劑或膠粘劑粘貼上防曬隔熱片(板)(7)，該防曬隔熱片(板)可以是VIP保溫片(板)、隔熱陶瓷纖維片(板)、建築隔熱片(板)、柔性塑料隔熱薄板等，它們都是保護鋼軌表面的保護層(7)。這裡及本文中所述的「片(板)」是「片」或者是「板」。在實施例1、2、3、4、5中依次所述的雷射熔覆層(6)，已經在本實用新型的目的中提到過了，它是功能性的材料結構，即雷射熔覆層(6)是導電隔熱的雷射熔覆層。同樣，在實施例1、2、3、4、5中依次所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)是防曬貼膜，二氧化釩太陽熱智能控溫高聚物膜，智能控溫片，智能控溫板，防曬隔熱片，防曬隔熱板中的一種。實施例6如圖6所示，在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，先用雷射送粉方式在軌頭(1)的表面熔覆一層含有合金粉末與含有包括包覆性氧化物(例如鎳包納米氧化物或鎳包氧化物)粉體和納米化合物粉末並均勻混合後的熔覆層，再在該熔覆層上黏結一層合金粉末與極少量的納米陶瓷粉末的混合粉末層，用雷射照射熔融，形成雷射熔覆層(6)。再在其餘的鋼軌表面( 上，通過粘結劑或膠粘劑粘貼上帶有隔熱散熱塗料塗層(9)的隔熱片(板)(7)。該隔熱片(板)本身是雙層板，粘貼在鋼軌表面的內層即是實施例5所述的隔熱片(板)(7)，而其外層是塗覆在該隔熱片(板)上的隔熱降溫塗料或者反射散熱塗料等。該隔熱片(板)(7)可以是可捲曲的柔性片(板)，也可以是硬質片(板)，對於硬質片(板)，可以通過拼貼的方法粘貼到鋼軌表面上，形成保護鋼軌表面的保護層(7)。可見，在實施例6中所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是帶有隔熱散熱塗料塗層(9)的防曬隔熱片(7)或者是帶有隔熱散熱塗料塗層(9)的防曬隔熱板(7)。實施例7在圖7中，完全按實施例6的防曬減脹鋼軌結構和操作步驟，經過鋼軌表面的處理，並在軌頭(1)的表面製備雷射熔覆層(6)。然後，不同於實施例6的地方，是在其餘的鋼軌表面( 上，通過粘結劑或膠粘劑粘貼上塗覆(刷塗或噴塗)有智能控溫塗料(例如二氧化釩太陽熱智能控溫塗料、常溫可逆溫致變色塗料等)層(10)和有隔熱散熱層的雙層隔熱片(板)(7)。即隔熱片(板)(7)的一面粘貼在鋼軌表面上，而帶有智能控溫塗料層的(隔熱片(板)(7)的)另一面，則朝向戶(室)外的各個方向，隔熱片(板)(7)仍然是保護鋼軌表面的保護層(7)。也就是說，其中所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是帶有智能控溫塗料塗層(10)和帶有隔熱散熱塗層的雙層隔熱片(7)或者是帶有智能控溫塗料塗層(10)和帶有隔熱散熱塗層的雙層隔熱板(7)。實施例8如圖8所示，軌頭(1)表面的雷射熔覆層(6)的結構和不鏽鋼帶(8)的焊接部分，完全按照實施例4的操作步驟和工藝完成在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，先用雷射送粉方式在軌頭(1)的表面熔覆一層含有合金粉末與氧化物陶瓷粉末並均勻混合後的雷射熔覆層(6)，再在軌頭(1)的表面中心兩側0.30 0.40WH範圍內，用等離子堆焊或電弧設備及焊槍等焊接設備和焊接工藝以及合金焊條或合金焊絲等，焊接一層5 20mm寬的不鏽鋼帶(8)。在除了雷射熔覆層和不鏽鋼帶外的鋼軌表面(5)上，則完全按照實施例7的操作步驟和工藝完成通過粘結劑或膠粘劑粘貼上塗覆(噴塗或刷塗)有智能控溫塗料(例如二氧化釩太陽熱智能控溫塗料，常溫可逆溫致變色塗料等)層(10)和有隔熱散熱層的雙層隔熱片(板)(7)。即隔熱片(板)(7)的一面粘貼在鋼軌表面上，而帶有智能控溫塗料層的隔熱片(板)(7)的另一面，則朝向戶(室)外的各個方向。隨便需要再次說明的一點在於所述雷射熔覆層(6)的表面上設有不鏽鋼帶(8)。這也是防曬減脹鋼軌的特徵之一。實施例9在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，如圖9所示，完全按照實施例1或實施例3的操作步驟和操作工藝，完成軌頭(1)表面上的雷射熔覆層(6)的雷射熔覆工作。再在除雷射熔覆層(6)的鋼軌表面( 上，利用納米噴鍍設備和裝置等及其納米噴鍍技術和工藝噴塗底漆(防腐漆或環氧樹脂漆等)一噴塗防曬隔熱塗料一噴塗(環氧樹脂漆、氟炭樹脂漆等)底漆一烘乾一環保納米彩鍍設備噴塗反應層一噴塗面漆一烘乾，形成納米鏡面噴鍍層(7)。該納米鏡面噴鍍層(7)，即為保護鋼軌表面的保護層(7)。實施例10如圖10所示，在經過除鏽、除塵和乾燥等表面處理的鋼軌上，完全按照實施例4或實施例8的操作步驟和操作工藝，完成軌頭(1)表面上的雷射熔覆層(6)和焊接不鏽鋼帶層(8)的工作。再在除雷射熔覆層(6)和不鏽鋼帶層(8)以外的鋼軌表面(5)上，利用納米噴鍍機及其技術工藝進行噴塗防腐底漆(例環氧樹脂或氟炭樹脂漆或含鋅漆等)一噴塗防曬散熱塗料一噴塗底漆(例環氧樹脂漆或氟炭樹脂漆等)一敏化、活化處理一噴槍噴塗還原反應一定形顯影一吹乾一乾燥。最終形成納米銀面噴鍍層(7)。該納米銀面噴鍍層(7)，即為保護鋼軌表面的保護層(7)。顯而易見，在實施例9中所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是納米鏡面噴鍍層；在實施例10中所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是納米銀面噴鍍層。綜合起來，所述鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是納米鏡面噴鍍層或者是納米銀面噴鍍層。
權利要求1.一種防曬減脹鋼軌，由軌頭(1)、軌鄂(2)、軌腰(3)、軌底(4)、鋼軌表面(5)以及雷射熔覆層(6)、保護層(7)組成，其特徵在於雷射熔覆層(6)設在鋼軌表面(5)的上表面和軌鄂的表面上，保護層(7)設在除雷射熔覆層(6)外其餘的鋼軌表面( 上。
2.根據權利要求1所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於鋼軌表面(5)上的保護層(7)是防曬貼膜，二氧化釩太陽熱智能控溫高聚物膜，智能控溫片，智能控溫板，防曬隔熱片，防曬隔熱板中的一種。
3.根據權利要求1所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於雷射熔覆層(6)是導電隔熱的雷射熔覆層。
4.根據權利要求1所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於雷射熔覆層(6)的表面上設有不鏽鋼帶⑶。
5.根據權利要求1所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是帶有智能控溫塗料塗層(10)和帶有隔熱散熱塗層的雙層隔熱片(7)或者是帶有智能控溫塗料塗層(10)和帶有隔熱散熱塗層的雙層隔熱板(7)。
6.根據權利要求1、2所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是帶有隔熱散熱塗料塗層(9)的防曬隔熱片(7)或者是帶有隔熱散熱塗料塗層(9)的防曬隔熱板(7)。
7.根據權利要求1所述的防曬減脹鋼軌，其特徵在於鋼軌表面(5)上的保護層(7)，是納米鏡面噴鍍層或者是納米銀面噴鍍層。
專利摘要本實用新型涉及陸路運輸領域，具體是一種防曬減脹鋼軌。它由軌頭(1)、軌鄂(2)、軌腰(3)、軌底(4)、鋼軌表面(5)以及雷射熔覆層(6)、保護層(7)組成，其特徵在於雷射熔覆層(6)設在鋼軌表面(5)的上表面和軌鄂的表面上，保護層(7)設在除雷射熔覆層外其餘的鋼軌表面上。雷射熔覆層具有耐磨、隔熱、導電和提高軌面的硬度以及延長鋼軌使用壽命的作用；保護層具有防曬隔熱或智能調溫的作用，可在夏季降低軌溫，避免脹軌、跑道，提高列車運行的安全性，其經濟效益和社會效益高。
文檔編號E01B19/00GK202298369SQ20112010080
公開日2012年7月4日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者張鳴 申請人:張鳴