CN112322137B - 一种高强度防腐蚀导轨钢材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高强度防腐蚀导轨钢材料，涉及导轨钢加工技术领域。本发明公开的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于所述导轨钢表面的防锈层组成，所述防锈层是由水溶性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、水玻璃、铝酸盐、柠檬酸和含有氨基的表面活性剂在水中配制而成。本发明的目的在于提供一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其在导轨钢表面涂覆防锈层，该防锈层环保无毒，具有优异的力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，该防锈层与导轨钢有优良的结合力，具有长效的防锈性能，延长了导轨钢材料的使用寿命。

Description

一种高强度防腐蚀导轨钢材料
技术领域
本发明属于导轨钢加工技术领域，尤其涉及一种高强度防腐蚀导轨钢材料。
背景技术
导轨钢是可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置，其一般的加工工艺是经热轧制成型、再经切断、矫直、切头等工序生产，成材率低、生产成本高，还增加能量消耗和工人的劳动强度。随着汽车、家电、家具、铁路、航空航天等行业的快速发展，对导轨钢的要求日趋严格，对导轨钢的消费量也逐年增加。导轨钢对材料强度、耐磨性以及尺寸精度要求较高，以保证材料加工、组装精度以及带负荷强度情况下不变形、开裂，目前对材料强度和耐磨性的改善主要是从材料成分着手，应用难度较大。并且，导轨钢应用在铁路轨道上时，受到外界环境的影响，容易受日晒、雨水等的侵蚀，为此，为了保证导轨钢的使用寿命，必须使导轨钢具有优良的耐腐蚀性，而现有技术中，一般是对其进行防锈处理，即一般在导轨钢表面覆上一层防锈层，但随着导轨钢上移动装置的使用，现有的防锈层容易磨损，致使导轨钢的防锈时间不长，必须经常对导轨钢进行维护，增加了设备的维护成本，影响导轨钢的正常使用和使用寿命。
目前，导轨钢的防锈处理主要是采用镀锌处理和防锈油，有效阻隔导轨钢表面与空气接触，具有很好的耐腐蚀防锈效果。镀锌导轨钢是在导轨钢表面通过电镀或热浸渍工艺进行镀锌处理，在镀锌层表面形成一层氧化膜而保护钢材，使其免受侵蚀，然而镀锌层与钢材表面的润湿性较差，锌层的附着力较差，则使镀锌层的使用寿命较短，后且镀锌过程操作麻烦，制作成本和维护成本较高，则进一步增加了导轨钢的生产成本。传统的防锈油主要是有机树脂防锈油，然而钢材制品在进行后续处理工序时，就必须进行除油处理，除油过程相当繁杂，除油难度大，并且油污如不进行妥善处理，会对环境造成一定污染。目前，市场上应用较广的是水基防锈剂，主要为亚硝酸盐防锈剂和重铬酸盐防锈剂，其制备工艺简单，防锈效果优异，但其主体原料毒性较大，对环境污染较严重，且不能维持长期优良的耐腐蚀性，需要定期对钢材表面进行维护。因此，对环保高效水基防锈剂的研制已受到国内外的广泛关注。
中国发明专利CN201710355252.X公开了一种钢材表面防锈剂组合产品及其应用，其采用各自独立使用的涂覆剂为氢氧化钾与硫化铵、三乙醇胺的混合液，洗涤剂为硝酸与硫脲的混合液，浸泡剂为氯化铵溶液及氯化锌溶液，钝化剂为重铬酸铵与铬酸的混合液，该组合产品除了钢材表面，具有长效的防锈性能。但该钝化剂采用重铬酸铵与铬酸的混合液，该原料毒性较大，对环境污染较严重，不符合现代环保理念。中国发明专利CN201310709576.0公开了一种水性防锈剂，采用有机氟改性丙烯酸酯乳化液为成膜剂，配以缓蚀剂和助剂，提高了膜层与工件表面的结合力，涂刷在钢材表面可形成致密的保护膜，有效隔绝空气中氧和水分与钢材表面的接触，达到防锈的目的，但是该成膜剂的力学性能较差，用于导轨钢上，在移动装置的引导、震动等作用下，易磨损，从而影响防锈效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其在导轨钢表面涂覆防锈层，该防锈层环保无毒，具有优异的力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，该防锈层与导轨钢有优良的结合力，具有长效的防锈性能，延长了导轨钢材料的使用寿命。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于所述导轨钢表面的防锈层组成，所述防锈层是由水溶性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、水玻璃、铝酸盐、柠檬酸和含有氨基的表面活性剂在水中配制而成，
所述钛酸酯偶联剂与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.21-0.26):1；所述水玻璃与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.05-0.11):1；所述铝酸盐与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.12-0.18):1；所述柠檬酸与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.025-0.10):1；所述含有氨基的表面活性剂与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.15-0.22):1。
进一步的，所述水溶性酚醛树脂为含氧化叔胺侧基的酚醛树脂。
进一步的，所述含氧化叔胺侧基的酚醛树脂的数均分子量为1000-6000。
进一步的，所述钛酸酯偶联剂为配位型钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
进一步的，所述铝酸盐是以MOx·nAl 2O3表示的化合物，式中，M为碱金属，x为1/2-1，n为正数。
进一步的，所述铝酸盐为铝酸锂、氯酸钙、铝酸镁、铝酸锌中的一种或几种。
进一步的，所述含有氨基的表面活性剂为烷基醇酰胺、十八烷基胺环氧乙烷加成物、季铵盐、羧酸铵中的一种或多种。
进一步的，以质量百分数为计，所述导轨钢的成分为：C:0.01-0.10％、Mn：0.8-1.5％、Si：0.4-2.0％、Cr：0.5-1.8％、Ti：0.3-0.8％、Ca：0.001-0.02％、Cu：0.4-1.4％、Al：0.8-2.5％、N：0.001-0.05％、Mo：0.1-0.6％、Ba：0.5-1.2％、Mg：0.03-0.08％、Sn：0.03-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质。
C成分具有固溶而使导轨钢硬化的效果，但也容易与导轨钢构成金属成分(Si和Cr)进行化合而生成并在晶界析出的碳化物(SiC和铬碳化合物)，其中铬碳化合物是使导轨钢的耐腐蚀性、韧性降低的杂质成分，而碳化硅能提高导轨钢的耐磨性。本发明导轨钢材料的配方中，当C含量小于0.01％时，不能充分发挥C成分的作用，也不能发挥SiC的耐磨性，因此，通过控制C成分的含量在0.01-0.10％时，既能抑制铬碳化合物的负面效果，也能充分发挥C和SiC的有益效果。
Mn成分有助于提高导轨钢的机械强度和韧性，并且具有很好的耐磨性能，但Mn含量过高时，易形成硫化物，从而降低导轨钢的耐腐蚀性和机械强度，因此，本发明的材料成分中Mn含量控制在0.8-1.5％时，具有优异的耐磨性，并提高了导轨钢的强度和韧性，当Mn含量超过1.5％时，导轨钢的耐腐蚀性显著降低。
Si成分具有脱氧作用，并提高材料的耐热性和机械强度，在其含量较高的情况下，易形成粒径较大的氧化物，降低材料的韧性。本发明中Si含量为0.4-2.0％时，可忽略氧化物带来的负面影响，并在此含量范围内充分发挥Si的有益效果。
Cr成分能提高导轨钢的耐腐蚀性，在本发明中Cr的含量不能超过1.8％，不然铸坯在冷却过程中不发生相变，形成铁氧单相结构，产生铸坯破裂，Cr含量若低于0.5％，则削弱了与防锈层的结合力，影响本发明的使用寿命，并且Cr的成本较高，为了降低导轨钢成本且保证优良的耐腐蚀性，本发明优选Cr含量为0.5-0.4％。
Ti成分能用来固定导轨钢材料或覆膜过程中的氮，形成难溶的TiN，从而改善了导轨钢的韧性，TiN可提高奥氏体状态下Nb的固溶度，进一步发挥Nb的细化晶粒和沉淀强化作用，从而提高了导轨钢的强度。但Ti含量过多，易与C生成TiC，降低导轨钢的韧性。Ti在高温下化学活性较大，在涂覆过程中，易与防锈层中的Al、N等反应，从而提高了导轨钢与防锈层的润湿性，从而提高了导轨钢成品的硬度和强度。因此，实际生产中钛含量控制在0.3-0.8％。
Ca成分能提高导轨钢材料的机械特性、使用性能和制造稳定性，但Ca的含量过高，会损害导轨钢的耐腐蚀性，因此为了保证导轨钢的综合性能，本发明优选Ca含量为0.001-0.02％。
Cu成分能提高导轨钢材料的耐腐蚀性能，本发明中若铜的量超过1.4％，则导轨钢易脆化，因此为了保证导轨钢材料的综合性能，有选Cu含量为0.4-1.4％，既提高导轨钢材料的耐腐蚀性，也能改善强度并防止铸坯破裂。
Al成分能提高导轨钢材料的耐腐蚀性能，但若铝含量过高，则铸坯在冷却过程中不发生相变，形成铁氧体单体结构，易发生铸坯破裂，本发明优选Al含量为0.8-2.5％。
N成分通过固溶提高导轨钢材料的硬度，另外导轨钢材料中的其它金属成分容易与N进行化合而生成和析出氮化物，从而使导轨钢的耐应力腐蚀性降低，本发明通过控制N含量为0.001-0.05％之间，保证导轨钢材料具有良好的综合性能。
Mo和Sn成分可提高导轨钢材料的耐腐蚀性能，该两成分若过量，则存在损害导轨钢材料制造性和机械特性，在保证成本和综合性能的前提下，优选Ni含量为0.1-0.6％，Sn含量为0.03-0.1％。
Mg成分可提高导轨钢材料的机械性能、使用性和稳定性，如果Mg过量，则易损害防锈性，为了提高导轨钢材料各种特性，本发明优选Mg含量为0.03-0.08％。
Ba成分的化学性质活泼，固溶在导轨钢中，能够占据导轨钢表面的活性位置，能够通过扩散比Cr、Mo元素更有效地占据体心立方中的空位位置，使Cr、Mo元素在两相中的分配更均匀，提高富Cr钝化膜的稳定性，提高耐腐蚀性能；Ba可与导轨钢中的其它成分复合作用，富集在晶界，减少了杂质元素在晶界的偏聚，提高了晶界强度，强化了晶界，提高了导轨钢的抗腐蚀能力和机械性能。本发明优选Ba含量为0.5-1.2％。
一种高强度防腐蚀导轨钢材料的制备工艺：按防锈层的组分的质量比称取防锈层各组分，将称量好的各组分混合均匀加入到水中搅拌均匀得防锈液，然后将上述组分的导轨钢材料制备的导轨钢浸渍于所述防锈液中，在60-70℃下浸泡1-2h，然后取出，烘干，即在导轨钢表面形成防锈层。
进一步的，所述防锈层的厚度为5μm以上。
本发明取得了以下有益效果：
1、本发明通过水溶性酚醛树脂、水玻璃和铝酸盐而形成防锈层的骨架，然后在柠檬酸、含有氨基的表面活性和钛酸酯偶联剂的作用下，形成网状的致密的防锈层，水溶性酚醛树脂作为防锈层的主要成分，其稳定性好，易于成膜，并且具有很好耐水油、耐磨擦和化学腐蚀性，从而使导轨钢的防锈层具有优异的耐腐蚀性和力学性能，并且不易磨损，使其有长效的防锈效果，延长了导轨钢的使用寿命。本发明优选含氧化叔胺侧基的水溶性酚醛树脂，无毒，耐140℃高温，含氧化叔胺侧基的水溶性酚醛树脂与水玻璃和铝酸盐反应形成有机铝硅酸盐，其氧化叔胺能与表面活性剂的氨基成分在形成涂膜时一部分不挥发而残留在防锈层中，其在铝硅酸盐有机物中进一步增加了防锈层的耐腐蚀性，提高了防锈层的致密度。
2、本发明的钛酸酯偶联剂能使防锈层各原料之间交联，增强了防锈层的致密性，并提高了防锈层的力学性能；其与导轨钢表面的氧化物有很强的结合力，且不易水解，具有极高的耐水和盐水浸泡力，增强了防锈层与导轨钢表面的结合力；钛酸酯偶联剂还具有优良的防锈、抗氧化和阻燃性能，进一步提高了防锈层的耐腐蚀性和耐高温性能。
3、本发明的水玻璃和铝酸盐在柠檬酸和钛酸酯偶联剂的作用下，形成了硅铝酸盐，其与导轨钢表面接触时，能与金属表面的Fe3+或Fe2+等发生化学反应生成一层不溶或难溶的硅铝酸盐膜层，该膜层能够有效防止导轨钢表面接触空气或雨水而被腐蚀；该硅铝酸盐能与导轨钢中的Cr相互作用，提高了导轨钢的防腐蚀效果，并增强了防锈层的粘结力；水玻璃和铝酸盐的加入，进一步增强了防锈层的力学性能和耐磨性。
4、本发明的表面活性剂含有氨基，氨基中的氮元素与导轨钢金属形成氢键，增强了防锈层与导轨钢了结合力，并具有优良的防锈效果。本发明的柠檬酸能与金属表面的Fe3+或Fe2+络合，削弱对导轨钢的腐蚀作用；柠檬酸能促进水溶性酚醛树脂与硅铝酸盐及氨成分之间的反应，提高防锈层的自固化性。
5、本发明的导轨钢材料化学成分和含量，使导轨钢材料具有高硬度、高强度，具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。本发明的导轨钢材料的化学成分大部分为常见金属，降低了本发明的生产成本。
6、本发明中使用的水溶性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、水玻璃、铝酸盐等原料无毒、环保，并在导轨钢表面形成防锈层，其在导轨钢表面涂覆过程和使用过程中均不会挥发，也不会产生挥发性的有害物质，对环境无污染，是一种环保的水基防锈层。
7、本发明在导轨钢表面涂层一层水基防锈层，该防锈层制备简单，易操作，原料无毒且易得，成本较低，具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能，并且该防锈层与导轨钢材料具有良好的界面结合力，使防锈层具有长效的防锈效果，延长了导轨钢的使用寿命，降低了导轨钢的维护成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，防锈层是由水溶性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、水玻璃、铝酸盐、柠檬酸和含有氨基的表面活性剂在水中配制而成。钛酸酯偶联剂与水溶性酚醛树脂的质量比为(0.21-0.26):1；水玻璃与水溶性酚醛树脂的质量比为(0.05-0.11):1；铝酸盐与水溶性酚醛树脂的质量比为(0.12-0.18):1；柠檬酸与水溶性酚醛树脂的质量比为(0.025-0.10):1；含有氨基的表面活性剂与水溶性酚醛树脂的质量比为(0.15-0.22):1。
优选的，水溶性酚醛树脂为含氧化叔胺侧基的酚醛树脂，其数均分子量为1000-6000。钛酸酯偶联剂为配位型钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。铝酸盐是以MOx·nAl2O3表示的化合物，式中，M为碱金属，x为1/2-1，n为正数，铝酸盐为铝酸锂、氯酸钙、铝酸镁、铝酸锌中的一种或几种。含有氨基的表面活性剂为烷基醇酰胺、十八烷基胺环氧乙烷加成物、季铵盐、羧酸铵中的一种或多种。
以质量百分数为计，本发明中导轨钢材料的成分为：C:0.01-0.10％、Mn：0.8-1.5％、Si：0.4-2.0％、Cr：0.5-1.8％、Ti：0.3-0.8％、Ca：0.001-0.02％、Cu：0.4-1.4％、Al：0.8-2.5％、N：0.001-0.05％、Mo：0.1-0.6％、Ba：0.5-1.2％、Mg：0.03-0.08％、Sn：0.03-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明的高强度防腐蚀导轨钢材料的制备工艺为：按防锈层的组分的质量比称取防锈层各组分，将称量好的各组分混合均匀加入到水中搅拌均匀得防锈液，然后将上述组分的导轨钢材料制备的导轨钢浸渍于防锈液中，在60-70℃下浸泡1-2h，然后取出，烘干，即在导轨钢表面形成防锈层。
本发明中防锈层各原料的总质量与水的兑换比例为1：(3-50)，该防锈层的厚度为5μm以上，其在一般导轨钢材料上的防锈时间可达到1-15年，其在特殊承重的导轨钢材料(航空航天、铁路轨道等领域)上的防锈时间可达到1-8年。
下面结合具体实施例对本发明的一种高强度防腐蚀导轨钢材料及其加工工艺及其制备方法予以说明。
实施例1一种高强度防腐蚀导轨钢材料
一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，该防锈层是由100g水溶性酚醛树脂、21g配位型钛酸酯偶联剂、11g水玻璃、18g铝酸锂、10g柠檬酸和15g烷基醇酰胺在水中配制而成。其中，水溶性酚醛树脂为山东北理华海联合复合材料股份有限公司，型号PF005的水溶性酚醛树脂。
以质量百分数为计，本实施例中导轨钢材料的成分为：C:0.01-0.05％、Mn：0.8-1.0％、Si：1.2-2.0％、Cr：0.9-1.8％、Ti：0.3-0.4％、Ca：0.001-0.01％、Cu：0.9-1.4％、Al：0.8-1.3％、N：0.001-0.03％、Mo：0.1-0.4％、Ba：0.7-1.2％、Mg：0.05-0.08％、Sn：0.03-0.06％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例2一种高强度防腐蚀导轨钢材料
一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，该防锈层是由100g水溶性酚醛树脂、26g螯合型钛酸酯偶联剂、5g水玻璃、12g氯酸钙、2.5g柠檬酸和22g十八烷基胺环氧乙烷加成物在水中配制而成。其中，水溶性酚醛树脂为山东北理华海联合复合材料股份有限公司，型号PF005的水溶性酚醛树脂。
以质量百分数为计，本实施例中导轨钢材料的成分为：C:0.04-0.10％、Mn：0.8-1.2％、Si：0.4-1.1％、Cr：0.5-1.2％、Ti：0.3-0.6％、Ca：0.01-0.02％、Cu：0.4-1.0％、Al：1.5-2.5％、N：0.02-0.05％、Mo：0.3-0.6％、Ba：0.5-0.9％、Mg：0.03-0.06％、Sn：0.05-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例3一种高强度防腐蚀导轨钢材料
一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，该防锈层是由100g水溶性酚醛树脂、23g螯合型钛酸酯偶联剂、8g水玻璃、8g铝酸镁、8g铝酸锌、5g柠檬酸、10g季铵盐和12g羧酸铵加成物在水中配制而成。其中，水溶性酚醛树脂为山东北理华海联合复合材料股份有限公司，型号PF005的水溶性酚醛树脂。
以质量百分数为计，本实施例中导轨钢材料的成分为：C:0.02-0.08％、Mn：1.0-1.4％、Si：1.0-1.8％、Cr：0.8-1.5％、Ti：0.5-0.8％、Ca：0.01-0.018％、Cu：0.8-1.2％、Al：1.2-2.0％、N：0.02-0.04％、Mo：0.2-0.6％、Ba：0.6-1.0％、Mg：0.05-0.07％、Sn：0.04-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例4一种高强度防腐蚀导轨钢材料
一种高强度防腐蚀导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，该防锈层是由100g水溶性酚醛树脂、23g螯合型钛酸酯偶联剂、8g水玻璃、8g铝酸镁、8g铝酸锌、5g柠檬酸、10g季铵盐和12g羧酸铵加成物在水中配制而成。其中，水溶性酚醛树脂为含氧化叔胺侧基的酚醛树脂，其数均分子量为1000-6000。该含氧化叔胺侧基的酚醛树脂是采用专利CN200710176079.3中的方法制备而成。
以质量百分数为计，本实施例中导轨钢材料的成分为：C:0.02-0.08％、Mn：1.0-1.4％、Si：1.0-1.8％、Cr：0.8-1.5％、Ti：0.5-0.8％、Ca：0.01-0.018％、Cu：0.8-1.2％、Al：1.2-2.0％、N：0.02-0.04％、Mo：0.2-0.6％、Ba：0.6-1.0％、Mg：0.05-0.07％、Sn：0.04-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例1一种导轨钢材料
一种导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，该防锈层是由23g螯合型钛酸酯偶联剂、8g水玻璃、8g铝酸镁、8g铝酸锌、5g柠檬酸、10g季铵盐和12g羧酸铵加成物在水中配制而成。
本对比例中导轨钢材料的成分与实施例4中相同，具体参照实施例4。
对比例2一种导轨钢材料
一种导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，本对比例中的防锈层成分和含量与实施例4中相同，不同的是，本对比例中未加入螯合型钛酸酯偶联剂。本对比例中导轨钢材料的成分与实施例4中相同，具体参照实施例4。
对比例3一种导轨钢材料
一种导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，本对比例中的防锈层成分和含量与实施例4中相同，不同的是，本对比例中未加入水玻璃、铝酸镁和铝酸锌。本对比例中导轨钢材料的成分与实施例4中相同，具体参照实施例4。
对比例4一种导轨钢材料
一种导轨钢材料，是由导轨钢和形成于导轨钢表面的防锈层组成，本对比例中的防锈层成分和含量与实施例4中相同，不同的是，本对比例中未加入季铵盐和羧酸铵。本对比例中导轨钢材料的成分与实施例4中相同，具体参照实施例4。
将上述实施例1-4制成覆有防锈层的导轨钢成品，其防锈层厚度为20μm，并从导轨钢成品上切取试验用石料，用试料加工拉伸试样和冲击试样，进行力学性能试验，检测结果见下表1。
表1力学性能测试结果表
拉伸强度MPa 屈服强度MPa 断后伸长率％
实施例1 629 410 18.75
实施例2 634 404 18.49
实施例3 652 419 19.78
实施例4 656 428 20.13
从表1的检测结果表明，本发明具有很高的拉伸强度，并具有良好的韧性。
防锈层的密着性
将上述覆有20μm防锈层的导轨钢成品，放置10d后，在废水中浸渍30min，对得到的试验片实施7mm杯突加工，将粘合带(Nichiban Co.,Ltd.：商品名Cellotape)粘贴到试验片的杯突加工部。将粘合带迅速向倾斜45°的方向拉伸，通过目视观察杯突加工部的外观。将其结果按照下述评价基准进行评价。
评价基准：A1：没有剥离，A2：剥离面积率低于5％，A3：剥离面积率为5％以上且低于50％，A4：剥离面积率为50％以上。
防锈层的耐腐蚀性
将上述覆有20μm防锈层的导轨钢成品，在35℃的环境下进行盐水喷雾，目测判定涂膜外观，以4级进行评价。
评价基准：B1：完全没有变化，B2：1-2个锈点，C3：3-4个锈点，D4：5个以上锈点。
防锈层的耐划伤性
以45度的角度用10日元硬币压靠在上述覆有20μm防锈层的导轨钢成品的表面改质皮膜层上，在1kg的负荷下以0.5m/秒的速度进行摩擦，以肉眼观察划伤程度，按照以下那样判定表示。
评价基准：C1完全没有变化，C2：轻度划伤，C3：中度划伤，C4：重度划伤。
将上述实施例1-4和对比例1-4制成覆有防锈层的导轨钢成品按以上的测试方式进行性能测试，其检测结果如下表2所示。
表2实施例1-4和对比例1-4的性能测试结果
Figure BDA0002777152200000131
从表2的检测结果表明，本发明具有优异的密着性、耐划伤性和耐腐蚀性，延长了导轨钢成品的使用寿命。当防锈层中加入水溶性酚醛树脂或水玻璃和铝酸盐时，增强了导轨钢防锈层的耐划伤性，即耐磨损性，也增强了密着性和耐腐蚀性；当防锈层中加入钛酸酯偶联剂或含有氨基的表面活性剂时，增强了导轨钢防锈层的密着性和耐腐蚀性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，是由导轨钢和形成于所述导轨钢表面的防锈层组成，所述防锈层是由水溶性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、水玻璃、铝酸盐、柠檬酸和含有氨基的表面活性剂在水中配制而成，所述水溶性酚醛树脂为含氧化叔胺侧基的酚醛树脂；
所述钛酸酯偶联剂与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.21－0.26)：1；所述水玻璃与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.05－0.11)：1；所述铝酸盐与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.12－0.18)：1；所述柠檬酸与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.025－0.10)：1；所述含有氨基的表面活性剂与所述水溶性酚醛树脂的质量比为(0.15－0.22)：1；
以质量百分数为计，所述导轨钢的成分为：C:0.01-0.10％、Mn：0.8-1.5％、Si：0.4-2.0％、Cr：0.5-1.8％、Ti：0.3-0.8％、Ca：0.001-0.02％、Cu：0.4-1.4％、Al：0.8-2.5％、N：0.001-0.05％、Mo：0.1-0.6％、Ba：0.5－1.2％、Mg：0.03-0.08％、Sn：0.03-0.1％，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述高强度防腐蚀导轨钢材料的制备工艺为：按防锈层的组分的质量比称取防锈层各组分，将称量好的各组分混合均匀加入到水中搅拌均匀得防锈液，然后将上述组分的导轨钢材料制备的导轨钢浸渍于所述防锈液中，在60－70℃下浸泡1－2h，然后取出，烘干，即在导轨钢表面形成防锈层；所述防锈层的厚度为5μm以上。
2.根据权利要求1所述的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，所述含氧化叔胺侧基的酚醛树脂的数均分子量为1000－6000。
3.根据权利要求1所述的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为配位型钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，所述铝酸盐是以MOx·nAl2O3表示的化合物，式中，M为碱金属，x为1/2－1，n为正数。
5.根据权利要求4所述的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，所述铝酸盐为铝酸锂、氯酸钙、铝酸镁、铝酸锌中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高强度防腐蚀导轨钢材料，其特征在于，所述含有氨基的表面活性剂为烷基醇酰胺、十八烷基胺环氧乙烷加成物、季铵盐、羧酸铵中的一种或多种。
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