CN109183014A - 耐蚀钢轨的生产方法 - Google Patents

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袁俊
韩振宇
邹明
李若曦
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides

Abstract

本发明涉及耐蚀钢轨生产领域，尤其是一种具有优良耐蚀性能的耐蚀钢轨的生产方法：钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，所述耐蚀材料附着时间范围为1‑10min。由于钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，故而让钢轨轨底表层就附着有一层耐蚀材料，可以起到良好的耐蚀性能。其中，由于采用的实在三价铬钝化液中进行处理，获得的耐蚀性能优异。本发明尤其适用于需要喷洒防冻液的铁路运输场合中。

Description

耐蚀钢轨的生产方法
技术领域
本发明涉及耐蚀钢轨生产领域，尤其是一种耐蚀钢轨的生产方法。
背景技术
随着国内外铁路事业的发展，铁路逐渐向高速或重载方向发展，针对重载钢轨而言，需要钢轨具有耐蚀性能优良的特点。在钢轨使用过程中，需对运煤车喷洒防冻液，而防冻液落到道床后，会与钢轨接触，从而极易在钢轨轨底形成锈蚀坑，引起断裂，严重影响线路运行安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优良耐蚀性能的耐蚀钢轨的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：耐蚀钢轨的生产方法，钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，所述耐蚀材料附着时间范围为1-10min。
进一步的是，所述三价铬钝化液的成分的质量百分比范围为：硝酸铬10～20％，硫酸铬1～10％，酒石酸钾钠1～5％，氯化钠5～10％，硝酸钠10～25％，硫酸0.5～1.5％，氟硅酸钠1.5～2.5％，硝酸1～10％，盐酸0.5～2％，氯化钴1.5～2.5，余量为水。
进一步的是，所述钢轨的化学成分质量百分比中：碳含量为0.4-1.2％，Si、Mn、Cr、V、P和S的合计含量≤3.0％，余量为Fe。
进一步的是，所述钢轨的生产方法为：低S的入炉铁水以及高碱度精炼渣，并全程采用保护浇注。
进一步的是，所述钢轨的生产中，增碳剂采用无烟煤和低N的合金。
进一步的是，所述钢轨的生产中，LF加热过程中使用发泡剂，从而防止与空气接触，以及防止吸入过多的N。
进一步的是，所述钢轨的生产中，浇注后的铸坯进入缓冷坑缓冷。
进一步的是，所述钢轨在制备过程中的钢坯通过低温还原性气体对钢坯进行加热处理。
本发明的有益效果是：由于钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，故而让钢轨轨底表层就附着有一层耐蚀材料，可以起到良好的耐蚀性能。其中，由于采用的实在三价铬钝化液中进行处理，获得的耐蚀性能优异。本发明尤其适用于需要喷洒防冻液的铁路运输场合中。
具体实施方式
耐蚀钢轨的生产方法，钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，所述耐蚀材料附着时间范围为1-10min。
传统的钢轨，在面对使用时，需对运煤车喷洒防冻液，而防冻液落到道床后，会与钢轨接触，从而极易在钢轨轨底形成锈蚀坑，引起断裂，严重影响线路运行安全。本发明针对这一现状，利用含有三价铬钝化液对钢轨进行浸入附着，从而让钢轨轨底表层就附着有一层耐蚀材料，可以起到良好的耐蚀性能。其中，由于采用的实在三价铬钝化液中进行处理，获得的耐蚀性能优异。
作为技术核心的三价铬钝化液，为了获得更佳的耐腐蚀效果，可以选择这样的方案：所述三价铬钝化液的成分的质量百分比范围为：硝酸铬10～20％，硫酸铬1～10％，酒石酸钾钠1～5％，氯化钠5～10％，硝酸钠10～25％，硫酸0.5～1.5％，氟硅酸钠1.5～2.5％，硝酸1～10％，盐酸0.5～2％，氯化钴1.5～2.5，余量为水。通过上述配比得到的三价铬钝化液可以大幅度提高耐蚀性。
为了进一步提高钢轨耐蚀性，可以在钢轨材料上进一步改进，即：所述钢轨的化学成分质量百分比中：碳含量为0.4-1.2％，Si、Mn、Cr、V、P和S的合计含量≤3.0％，余量为Fe。同样的，还可以选择这样的方案：所述钢轨的生产方法为：低S的入炉铁水以及高碱度精炼渣，并全程采用保护浇注。另外，钢轨生产工艺还有如下优选方案：所述钢轨的生产中，增碳剂采用无烟煤和低N的合金，以及所述钢轨的生产中，LF加热过程中使用发泡剂，从而防止与空气接触，以及防止吸入过多的N。
就浇铸后的铸坯而言，可以优选如下方案：所述钢轨的生产中，浇注后的铸坯进入缓冷坑缓冷。以及：所述钢轨的生产中，冷却后的钢坯经奥氏体均匀后，利用七机架万能线轧机进行轧制。可以优选所述钢轨在制备过程中的钢坯通过低温还原性气体对钢坯进行加热处理，从而优化铁轨性能。
实施例
本例子中的实施例以及相应的对比例均选用以下钢轨化学成分。
表1实施例钢轨化学成分/％
本发明中的对比例采用与实施例相同的化学成分、加热、轧制及在线热处理工艺。
采用权利要求中的方法对钢轨放进钝化液中，其中1#至3#为不同的处理时间，4#为对比例未进行增碳处理。随后，4支试样采用相同的加热、轧制及在线热处理工艺生产。
表2实施例及对比例钢轨倾入时间
对4支钢轨式样切片放入盐雾试验箱，防止500h，观察表面质量，如表3所示。
表3实施例及对比例钢轨盐雾试验
本发明同时选取了相同化学成分的钢轨进行对比，在实施例中，所采用的3种处理方式均为本发明中的方法。表1至表3的对比结果表明，通过利用钝化液进行钢轨耐蚀防护，钢轨耐蚀性能提高。
综上所述，本发明中耐蚀钢轨的生产方法提供了一种有用于提高钢轨耐蚀性能的同时，产品适用于国内外重载线路。

Claims (9)

1.耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：钢轨经冷却矫直后，将钢轨置于含有三价铬钝化液的槽内进行耐蚀材料附着，所述耐蚀材料附着时间范围为1-10min。
2.如权利要求1所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述三价铬钝化液的成分的质量百分比范围为：硝酸铬10～20％，硫酸铬1～10％，酒石酸钾钠1～5％，氯化钠5～10％，硝酸钠10～25％，硫酸0.5～1.5％，氟硅酸钠1.5～2.5％，硝酸1～10％，盐酸0.5～2％，氯化钴1.5～2.5，余量为水。
3.如权利要求1或2所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的化学成分质量百分比中：碳含量为0.4-1.2％，Si、Mn、Cr、V、P和S的合计含量≤3.0％，余量为Fe。
4.如权利要求1或2所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的生产方法为：低S的入炉铁水以及高碱度精炼渣，并全程采用保护浇注。
5.如权利要求4所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的生产中，增碳剂采用无烟煤和低N的合金。
6.如权利要求5所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的生产中，LF加热过程中使用发泡剂，从而防止与空气接触，以及防止吸入过多的N。
7.如权利要求6所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的生产中，浇注后的铸坯进入缓冷坑缓冷。
8.如权利要求7所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨的生产中，冷却后的钢坯经奥氏体均匀后，利用七机架万能线轧机进行轧制。
9.如权利要求1或2所述的耐蚀钢轨的生产方法，其特征在于：所述钢轨在制备过程中的钢坯通过低温还原性气体对钢坯进行加热处理。
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