一种弹条及其制备方法技术

本申请提供一种弹条及其制备方法，该弹条包括基材和合金层，所述合金层为将粉末渗剂渗入所述基材表面形成含有多元素的合金层；所述合金层中的组分以及各种组分的含量为：铝1wt％～22wt％、镁0.1wt％～7wt％、锌20wt％～80wt％、锰0.01wt％～1.25wt％，余量为所述基材中的组分。对于本申请中所保护的弹条，当合金层中的锌、铝、镁、锰为权1所述的比例时，且合金层大于20μm时，其硬度、抗盐雾能力、瞬间承受能够力等均最佳，综合性能高，大大提升了弹条的使用寿命。且其制备方法简单，成本低廉，具有较大应用和推广。有较大应用和推广。有较大应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种弹条及其制备方法


[0001]本申请涉及化学领域，具体涉及弹条表面处理等相关
，特别涉及一种弹条及其制备方法。

技术介绍

[0002]扣件是铁路系统中的重要组成部分，铁路钢轨通过弹性扣件固定在轨枕上，保证列车能够安全快速的通过铁轨。弹性扣件中最重要的是弹条，常见的为空间三维扭曲梁结构。通过弹条的弯曲和扭曲变形，产生扣压力作用在轨道上，长期有效地保证钢轨之间的可靠连接，尽可能保持轨道的整体性，阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常，从而保证轨道车辆行驶安全。另外由于火车车轮与钢轨的接触属刚性接触，因此不可避免产生震动，而弹条特殊的弹性结构使其还具有吸收车辆驶过时产生的冲击能量，达到减震的作用。弹条是在反复交变的应力下工作，它承受弯曲、扭转、疲劳和腐蚀等多种作用，在车辆通过时，还要承受极高的瞬时冲击载荷，所以对弹条的性能要求十分严格。
[0003]目前弹条的防腐处理方法主要为粉末渗锌+封闭钝化处理，由于封闭钝化层在交变载荷、风沙、酸雨、紫外等综合因素下，很容易发生脱落，导致弹条的实际使用寿命难以达到设计寿命。因此，需要开发出一种高耐蚀、高耐磨的弹条产品，更好地满足铁路系统的使用。
[0004]而在本领域中，相关研究均比较成熟，想要突破现有技术中的各种障碍具有较大的挑战。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种弹条及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
[0006]本申请的一个专利技术点为提供了一种弹条，该弹条包括基材和合金层，所述合金层为将粉末渗剂渗入所述基材表面形成含有多元素的合金层；
[0007]所述合金层中的组分以及各种组分的含量为：铝1wt％～22wt％、镁0.1wt％～7wt％、锌20wt％～80wt％、锰0.01wt％～1.25wt％，余量为所述基材中的组分，余量的含量一般为8wt％
‑
32wt％，如8％、10％、12％、14％、15％、18％、22％、25％、28％、30％、31％、32％等等。
[0008]进一步地，所述合金层的厚度大于20μm，如20μm～100μm。
[0009]进一步地，余量中含有铁，且铁的含量不小于8％。
[0010]进一步地，在所述合金层中，所述锰的含量为镁含量的1％～15％，优选5％～12％。
[0011]进一步地，所述粉末渗剂为多元粉末渗剂，其组分以及各组分的重量份数包括：锌粉60～80份、锌铝合金粉5～20份、铝镁合金粉1～20份、活化剂0.1～5份，所述活化剂中含有Mn。优选锌粉65～75份、锌铝合金粉10～18份、铝镁合金粉8～18份、活化剂2～4份，所述
活化剂中含有Mn。
[0012]进一步地，所述活化剂为氯化铵和高锰酸钾，其中，在该活化剂中，高锰酸钾的占比为2wt％～20wt％，余量为氯化铵。
[0013]进一步地，所述粉末渗剂中还包括稀土氧化物和/或分散剂，其中，在所述粉末渗剂中，
[0014]进一步地，所述稀土氧化物的重量份数为0.1～1份，优选0.3～0.6份。
[0015]进一步地，所述分散剂的重量份数为10～100份，优选20～30份。
[0016]进一步地，所述分散剂为氧化铝、氧化硅、氧化镁、氮化铝、氮化硅和碳化硅中的至少一种。
[0017]进一步地，所述稀土氧化物包括氧化铈和/或氧化镧。
[0018]进一步地，在所述锌铝合金粉中，铝含量5wt％～15wt％，余量为锌。
[0019]进一步地，在所述铝镁合金粉中，铝含量40wt％～60wt％，余量为镁。
[0020]本专利技术的另一个专利技术点为提供一种根据以上任意一段所述的弹条的制备方法，所述方法为：
[0021]Step1：采用共渗工艺，将所述粉末渗剂与所述基体在共渗装置中一起旋转，以使渗剂混合均匀；
[0022]Step2：对所述共渗装置进行升温处理，升温至预设温度后保温1
‑
10小时，完成渗锌；
[0023]优选地，对共渗装置抽真空以使其真空度小于100Pa，再进行升温处理；更优选地，Step2中的反应温度为400℃～450℃之间，反应时间大于1小时。
[0024]进一步地，在Step2中，
[0025]①
对共渗装置抽真空以使其真空度小于100Pa；
[0026]②
然后将共渗装置中的温度升高至100℃～200℃范围温度内，停留时间大于1小时，如1
‑
3小时。保证氯化铵在该温度条件下能充分分解而高锰酸钾尚未分解。此时发生如下反应式：2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑
+8H2O；
[0027]③
然后再将温度升高至400℃～450℃之间，反应时间1～9小时，完成渗锌。
[0028]本专利技术的有益效果为：
[0029]本申请突破了现有技术中的障碍，从弹条、粉末渗剂以及制备方法等均做了适宜性改进，使得所得到的弹条性能优越，其可以在反复交变的应力下工作，并可长期承受弯曲、扭转、疲劳和腐蚀等多种复杂环境，在车辆通过时，还可以承受极高的瞬时冲击载荷。具有极大的应用和推广前景。具体地：
[0030]对于本申请中所保护的弹条，当合金层中的锌、铝、镁、锰为权1所述的比例时，且合金层大于20μm时，其硬度、脆性、塑性、抗盐雾能力、瞬间承受能够力等均最佳，即综合性能高，大大提升了弹条的使用寿命。
[0031]对于本申请中用于弹条合金层制备的多元渗剂，通过这些多元渗剂组分以及各组分含量的选择，使得其能够与弹条基体共渗得到本申请中的弹条，弹条中各个金属元素从表层至深层其含量逐渐降低，均无任何沉积现象，渗入的深度较深，不会发生脱落现象，硬度能够达到HV430
‑
440左右，弹条吹砂后可耐3500小时的中性盐雾试验。而且该渗剂中组分之间的比例不仅能够制备得到上述的弹条，更重要的是，该渗剂无任何浪费现象，并能够实
现同步渗入，故不仅效果佳，综合成本也少。
[0032]对于本申请中的制备方法，其针对本申请中渗剂的类型和渗剂中各组分的作用，设计了本申请的制备方法，其能够辅助渗剂高效、有序的进入弹条基体，获得本申请中的合金层。而且该制备方法温度较低，仅需要400℃～450℃便可完成，避免了因为太高温度而容易导致弹条力学性能变差的不足，且该方法操作简单，成本低廉，经济效益高。
[0033]综上，本申请中的弹条可应用在复杂或苛刻的环境中，如需要长期经受风吹日晒高压力的轨道等中，且使用寿命长，成本低，易于推广使用，具有极佳的应用前景。
附图说明
[0034]图1是本申请实施例所述的通过和未通过渗剂处理的弹条外观示意图；
[0035]图2是本申请实施例所述的弹条使用2年以后的外观示意图。
[0036]图3是本申请实施例所述的弹条渗完后的截面示意图。
[0037]图4是本申请实施例所述的弹条渗完以后的表面电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹条，该弹条包括基材和合金层，所述合金层为将粉末渗剂渗入所述基材表面形成含有多种金属元素的合金层；其特征在于：所述合金层中的组分以及各种组分的含量为：铝1wt％～22wt％、镁0.1wt％～7wt％、锌20wt％～80wt％、锰0.01wt％～1.25wt％，余量为所述基材中的组分。2.根据权利要求1所述的弹条，其特征在于，所述合金层的厚度为20μm～100μm；优选地，上述的余量中含有铁，且铁的含量不小于8％。3.根据权利要求1所述的弹条，其特征在于，在所述合金层中，所述锰的含量为镁含量的1％～15％。4.根据权利要求1所述的弹条，其特征在于，所述粉末渗剂为多元粉末渗剂，其组分以及各组分的重量份数包括：锌粉60～80份、锌铝合金粉5～20份、铝镁合金粉1～20份、活化剂0.1～5份，所述活化剂中含有Mn。5.根据权利要求4所述的弹条，其特征在于，所述活化剂为氯化铵和高锰酸钾，其中，高锰酸钾的占比为2wt％～20wt％，余量为氯化铵。6.根据权利要求4所述的弹条，其特征在于，所述粉末渗剂中还包括稀土氧化物和/或分散剂，其中，在所述粉末渗剂中，所述稀土氧化物的重量份数为0.1～1份；所述分散剂的重量份数为10～100份。7.根据权利要求6所述的弹条，其特征在于，所述分散剂为氧化铝、氧化硅、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐林江，沈伟，乐政，
申请(专利权)人：盐城科奥机械有限公司，
类型：发明
国别省市：