CN116005077B - 一种高强导轨材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下化学成分组成：C、Si、Ni、Ta、Co、W、Ti、Mn、Nb、Sn、B、N、Sr、稀土元素、纳米氧化锆、纳米氮化铬、Fe及其它不可避免的杂质。该高强导轨材料强度高、耐磨性好、抗腐蚀性优异，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及导轨材料技术领域，尤其涉及一种高强导轨材料及其制备方法。
背景技术
随着汽车、家电、家具、铁路、航空航天等行业的快速发展，带动导轨材料的市场需求量越来越大，对其性能要求也日趋严格。理想的导轨材料应同时具有较高的强度，较优异的耐磨性和抗腐蚀性能。然而，传统导轨材料多为金属材料，它们或多或少存在尺寸稳定性不佳、耐磨性不足，抗腐蚀性不好的技术问题，直接影响导轨对于整个机械系统中的直线度、运动精度与可靠性及其服役寿命等。可见，需求综合性能和性能稳定性更佳的导轨材料势在必行。
为了解决上述问题，中国发明专利CN112322137B公开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。该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。然而，该导轨材料机械强度和耐磨性仍然有待进一步提高。
可见，开发一种强度高、耐磨性好、抗腐蚀性优异，使用寿命长的高强导轨材料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进导轨材料领域的进一步发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于解决上述技术问题，提供一种强度高、耐磨性好、抗腐蚀性优异，使用寿命长的高强导轨材料及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C0.01%-0.18%、Si 0.2%-0.4%、Ni 6%-8%、Ta 0.01%-0.06%、Co 2%-3%、W 0.1%-0.4%、Ti0.004%-0.013%、Mn 0.5%-1.4%、Nb 0.015%-0.035%、Sn 0.001%-0.003%、B 0.001%-0.003%、N 0.003%-0.006%、Sr 0.0001%-0.0005%、稀土元素0.01%-0.1%、纳米氧化锆0.001%-0.003%、纳米氮化铬0.0005-0.002%，余量为Fe及其它不可避免的杂质。
优选的，所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比(2-4):(1-2):1混合形成的混合物。
优选的，所述纳米氧化锆的粒径为10-80nm，所述纳米氮化铬的粒径为20-60nm。
优选的，所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃30-40份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷15-20份、纳米碳纤维10-15份、偶联剂3-5份、4,4'-硫代二苯硫醇1-3份、双(2-巯基乙基)醚2-4份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇1-3份、引发剂1-3份。
优选的，所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成。
优选的，所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
优选的，所述纳米碳纤维的平均直径为150-200nm，平均长度为10-20μm。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:(3-5)混合形成的混合物。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到 680-820℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
优选的，步骤S1中所述热处理具体为：首先升温至880℃～950℃，保温淬火2～3h后，冷却至室温后再次升温至640℃～710℃保温回火1～3h。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；通过这样的结构设置结合了导轨基材和防锈层材料的优点，使得制成的导轨材料强度高、耐磨性好、抗腐蚀性优异，使用寿命长。
（2）本发明公开的高强导轨材料的制备方法，无需专用设备，资金投入少，能耗低，制备效率和成品合格率高，适于连续规模化生产，制备过程中挥发性溶剂少，环保性更佳。
（3）本发明公开的高强导轨材料，所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.01%-0.18%、Si 0.2%-0.4%、Ni 6%-8%、Ta 0.01%-0.06%、Co 2%-3%、W 0.1%-0.4%、Ti 0.004%-0.013%、Mn 0.5%-1.4%、Nb 0.015%-0.035%、Sn 0.001%-0.003%、B0.001%-0.003%、N 0.003%-0.006%、Sr 0.0001%-0.0005%、稀土元素0.01%-0.1%、纳米氧化锆0.001%-0.003%、纳米氮化铬0.0005-0.002%，余量为Fe及其它不可避免的杂质。通过各化学成分之间的相互配合共同作用，使得制成的导轨材料强度高、耐磨性好、抗腐蚀性优异，使用寿命长。
（4）本发明公开的高强导轨材料，所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃30-40份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷15-20份、纳米碳纤维10-15份、偶联剂3-5份、4,4'-硫代二苯硫醇1-3份、双(2-巯基乙基)醚2-4份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇1-3份、引发剂1-3份；通过各原料的相互配合作用，能改善导轨材料的机械力学性能、耐磨性能和抗腐蚀性能，其中的端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃、含乙烯基的超支化聚硅氧烷这些含有不饱和烯键的原料能与4,4'-硫代二苯硫醇、双(2-巯基乙基)醚和6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇上的硫醇基发生点击反应，形成三维网络结构；另一方面，通过各原料的相互作用，在防锈层分子结构中同时引入聚烯烃、超支化聚硅氧、烷苯硫醚、三唑、羟基结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，相互配合，共同作用，使得制成的防锈层的机械力学性能、耐磨性能和抗腐蚀性能进一步提高，且还能提高防锈层与导轨基材之间的粘结性能，避免在长期使用过程中的脱层问题，从而有效延长导轨材料的使用寿命。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.01%、Si 0.2%、Ni 6%、Ta0.01%、Co 2%、W 0.1%、Ti 0.004%、Mn 0.5%、Nb 0.015%、Sn 0.001%、B 0.001%、N 0.003%、Sr0.0001%、稀土元素0.01%、纳米氧化锆0.001%、纳米氮化铬0.0005，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比2:1:1混合形成的混合物；所述纳米氧化锆的粒径为10nm，所述纳米氮化铬的粒径为20nm。
所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃30份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷15份、纳米碳纤维10份、偶联剂3份、4,4'-硫代二苯硫醇1份、双(2-巯基乙基)醚2份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇1份、引发剂1份；所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成；所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
所述纳米碳纤维的平均直径为150nm，平均长度为10μm；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:3混合形成的混合物。
一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到680℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；所述热处理具体为：首先升温至880℃，保温淬火2h后，冷却至室温后再次升温至640℃保温回火1～3h；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
实施例2
一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.07%、Si 0.25%、Ni 6.5%、Ta0.02%、Co 2.3%、W 0.2%、Ti 0.007%、Mn 0.8%、Nb 0.02%、Sn 0.0015%、B 0.0015%、N0.004%、Sr 0.0002%、稀土元素0.03%、纳米氧化锆0.0015%、纳米氮化铬0.0008%，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比2.5:1.2:1混合形成的混合物；所述纳米氧化锆的粒径为30nm，所述纳米氮化铬的粒径为30nm。
所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃32份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷17份、纳米碳纤维12份、偶联剂3.5份、4,4'-硫代二苯硫醇1.5份、双(2-巯基乙基)醚2.5份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇1.5份、引发剂1.5份；所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成；所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
所述纳米碳纤维的平均直径为170nm，平均长度为13μm；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:3.5混合形成的混合物。
一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到720℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；所述热处理具体为：首先升温至900℃，保温淬火2.3h后，冷却至室温后再次升温至660℃保温回火1.5h；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
实施例3
一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.12%、Si 0.3%、Ni 7%、Ta0.035%、Co 2.5%、W 0.25%、Ti 0.009%、Mn 1.1%、Nb 0.025%、Sn 0.002%、B 0.002%、N0.0045%、Sr 0.00035%、稀土元素0.06%、纳米氧化锆0.002%、纳米氮化铬0.0012%，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比3:1.5:1混合形成的混合物；所述纳米氧化锆的粒径为60nm，所述纳米氮化铬的粒径为40nm。
所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃35份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷18份、纳米碳纤维13份、偶联剂4份、4,4'-硫代二苯硫醇2份、双(2-巯基乙基)醚3份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇2份、引发剂2份；所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成；所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
所述纳米碳纤维的平均直径为180nm，平均长度为15μm；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570；所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:4混合形成的混合物。
一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到 680-820℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
优选的，步骤S1中所述热处理具体为：首先升温至920℃，保温淬火2.5h后，冷却至室温后再次升温至680℃保温回火2h。
实施例4
一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.16%、Si 0.35%、Ni 7.5%、Ta0.05%、Co 2.8%、W 0.35%、Ti 0.011%、Mn 1.2%、Nb 0.032%、Sn 0.0025%、B 0.0025%、N0.0055%、Sr 0.0004%、稀土元素0.08%、纳米氧化锆0.0025%、纳米氮化铬0.0018%，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比3.5:1.8:1混合形成的混合物；所述纳米氧化锆的粒径为70nm，所述纳米氮化铬的粒径为50nm。
所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃38份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷19份、纳米碳纤维14份、偶联剂4.5份、4,4'-硫代二苯硫醇2.5份、双(2-巯基乙基)醚3.5份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇2.5份、引发剂2.5份；所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成；所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
所述纳米碳纤维的平均直径为190nm，平均长度为18μm；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:2:3混合形成的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:4.5混合形成的混合物。
一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到810℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；所述热处理具体为：首先升温至940℃，保温淬火2.8h后，冷却至室温后再次升温至700℃保温回火2.5h；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
实施例5
一种高强导轨材料，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.18%、Si 0.4%、Ni 8%、Ta0.06%、Co 3%、W 0.4%、Ti 0.013%、Mn 1.4%、Nb 0.035%、Sn 0.003%、B 0.003%、N 0.006%、Sr0.0005%、稀土元素0.1%、纳米氧化锆0.003%、纳米氮化铬0.002%，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比4:2:1混合形成的混合物；所述纳米氧化锆的粒径为80nm，所述纳米氮化铬的粒径为60nm。
所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃40份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷20份、纳米碳纤维15份、偶联剂5份、4,4'-硫代二苯硫醇3份、双(2-巯基乙基)醚4份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇3份、引发剂3份；所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国发明专利CN113292707B中实施例1的方法制成；所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国发明专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
所述纳米碳纤维的平均直径为200nm，平均长度为20μm；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:5混合形成的混合物。
一种所述高强导轨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到820℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；所述热处理具体为：首先升温至950℃，保温淬火3h后，冷却至室温后再次升温至710℃保温回火3h；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
对比例1
本发明提供一种高强导轨材料，其配方和制备方法与实施例1相似，不同的是没有添加Ta、Sr和6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇。
对比例2
本发明提供一种高强导轨材料，其配方和制备方法与实施例1相似，不同的是没有添加Nb、纳米氮化铬和4,4'-硫代二苯硫醇。
为了进一步说明本发明各实施例制成的高强导轨材料的有益技术效果，将各例制成的高强导轨材料进行相关性能测试，各例样品的防锈层均为20μm，测试结果见表1，测试方法如下：
（1）抗拉强度的测定：根据国家标准GB/T 228.1-2021测试样品的抗拉强度。
（2）耐磨性的评价：在ML-10型磨料磨损试验机上测试，测试工况参数为：转速500rpm；载荷20MPa；润滑油68#液压油；摩擦副GCr15轴承钢；以磨损失重量为耐磨性的衡量标准，磨损失重量越小耐磨性越好。
（3）耐腐蚀性的评价：对制得的高强导轨材料进行盐雾耐腐蚀试验测试，试验温度为35℃，用5％质量百分浓度的氯化钠水溶液在试验箱内喷雾，用以模拟环境的加速腐蚀，高强导轨材料的耐受时间(即保持未生锈的时间)长短决定其耐腐蚀性能的好坏。
（4）耐划伤性：以45度的角度用1元硬币压靠在上述导轨钢成品的表面上，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，按照如下基准判定表示：C1完全没有变化，C2：轻度划伤，C3：中度划伤，C4：重度划伤。
表1
| 项目 | 抗拉强度(MPa) | 磨损失重量（mm3/h） | 耐腐蚀性(月) | 耐划伤性 |
| 实施例1 | 1035 | 5.5×10-11 | 6.0 | C1 |
| 实施例2 | 1052 | 5.0×10-11 | 6.2 | C1 |
| 实施例3 | 1060 | 4.7×10-11 | 6.3 | C1 |
| 实施例4 | 1063 | 4.0×10-11 | 6.6 | C1 |
| 实施例5 | 1078 | 3.8×10-11 | 7.0 | C1 |
| 对比例1 | 979 | 1.1×10-10 | 5.6 | C2 |
| 对比例2 | 953 | 2.5×10-10 | 5.3 | C2 |
从表1可见，本发明实施例公开的高强导轨材料，与对比例产品相比，具有更加优异的力学性能，且耐腐蚀能力更强、耐磨性能和耐划伤性能更足，Ta、Sr、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇、Nb、纳米氮化铬和4,4'-硫代二苯硫醇的加入对改善上述性能有益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种高强导轨材料，其特征在于，是由导轨基材和形成于所述导轨基材表面的防锈层组成；所述导轨基材是由如下按质量百分数计的化学成分组成：C 0.01%-0.18%、Si0.2%-0.4%、Ni 6%-8%、Ta 0.01%-0.06%、Co 2%-3%、W 0.1%-0.4%、Ti 0.004%-0.013%、Mn0.5%-1.4%、Nb 0.015%-0.035%、Sn 0.001%-0.003%、B 0.001%-0.003%、N 0.003%-0.006%、Sr 0.0001%-0.0005%、稀土元素0.01%-0.1%、纳米氧化锆0.001%-0.003%、纳米氮化铬0.0005-0.002%，余量为Fe及其它不可避免的杂质；所述防锈层是由如下按重量份计的各原料制成：端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃30-40份、含乙烯基的超支化聚硅氧烷15-20份、纳米碳纤维10-15份、偶联剂3-5份、4,4'-硫代二苯硫醇1-3份、双(2-巯基乙基)醚2-4份、6-(二丁基氨基)-1,3,5-三唑-2,4-二硫醇1-3份、引发剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的高强导轨材料，其特征在于，所述稀土元素为Ce、Pr、Gd按质量比(2-4):(1-2):1混合形成的混合物。
3.根据权利要求1所述的高强导轨材料，其特征在于，所述纳米氧化锆的粒径为10-80nm，所述纳米氮化铬的粒径为20-60nm。
4.根据权利要求1所述的高强导轨材料，其特征在于，所述纳米碳纤维的平均直径为150-200nm，平均长度为10-20μm。
5.根据权利要求1所述的高强导轨材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高强导轨材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯按质量比1:(3-5)混合形成的混合物。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述高强导轨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将原料Fe、Fe-C中间合金、Fe-Si中间合金、Fe-Ni中间合金、Fe-Ta中间合金、Fe-Co中间合金、Fe-W中间合金、Fe-Ti中间合金、Fe-Mn中间合金、Fe-Nb中间合金、Fe-Sn中间合金、Fe-B中间合金、Fe-N中间合金、Fe-Sr中间合金、Fe-Ce中间合金、Fe-Pr中间合金、Fe-Gd中间合金在真空感应炉中冶炼，搅拌，使合金成分均匀，再将预热到 680-820℃的纳米氧化锆和纳米氮化铬掺杂到熔炼的合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的合金熔液充分静置后浇注得到钢锭；接着依次进行锻造、热处理，得到导轨基材；
步骤S2、将经过步骤S1制成的导轨基材置于模具中，合模；接着将防锈层各原料混合均匀，得到混合物料，加入注塑成型机中，注塑，最后冷却成型。
8.根据权利要求7所述的高强导轨材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述热处理具体为：首先升温至880℃～950℃，保温淬火2～3h后，冷却至室温后再次升温至640℃～710℃保温回火1～3h。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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