一种附属钢及其制备方法技术

本申请提供一种附属钢及其制备方法，该附属钢包括基材和合金层，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：锌50wt％～75wt％、铝10wt％～20wt％、镁3wt％～10wt％、锰0.15wt％～1.5wt％，余量为所述基材中的组分。对于本申请中所保护的附属钢，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、抗盐雾能力等均最佳，综合性能高，大大提升了附属钢的使用寿命，且其制备方法简单，成本低廉，具有较大应用和推广。推广。推广。

【技术实现步骤摘要】
一种附属钢及其制备方法


[0001]本申请涉及化学领域，具体涉及附属钢表面处理等相关
，特别涉及一种附属钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁路桥梁在整个铁路系统中是极易受损的路段，因为铁路桥梁服役环境存在湿度大、风速大、震动频繁等综合因素作用。铁路桥梁中的附属钢结构至关重要，每年都会发生若干起因为桥梁附属钢结构腐蚀导致的铁路桥梁出现安全问题的事件。
[0003]铁路桥梁附属钢结构主要包括：支座预埋板、T型钢、预埋套筒、吊篮、围栏等。其材质主要为Q235和Q345。
[0004]目前铁路桥梁附属钢结构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，导致铁路桥梁附属钢结构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、高耐磨的铁路桥梁附属钢结构产品，更好地满足铁路系统的使用。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附属钢及其制备方法，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附属钢，该附属钢包括基材和合金层，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：锌50wt％～75wt％、铝10wt％～20wt％、镁3wt％～10wt％、锰0.15wt％～1.5wt％，余量为所述基材中的组分。
[0008]进一步地，所述合金层的厚度大于20μm，如20μm～80μm。
[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5％～10％，优选6％～8％。
[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55～80份、锌铝合金粉10～25份、铝镁合金粉8～25份、稀土氧化物0.1～1份、活化剂1～5份，所述活化剂中含有Mn。优选锌粉60～73份、锌铝合金粉15～20份、铝镁合金粉15～20份、稀土氧化物0.4～0.7份、活化剂2～4份。
[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5wt％～20wt％，余量为氯化铵。
[0013]进一步地，所述粉末渗剂中还包括催化剂和分散剂，其中，在所述粉末渗剂中，所述催化剂的重量份数为0.5
‑
2份，优选0.6～1.2份。
[0014]所述分散剂的重量份数为20～60份，优选25～35份。
[0015]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。
[0016]进一步地，所述催化剂为二氧化锰。
[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％～40wt％，余量为锌。
[0019]进一步地，在所述铝镁合金粉中，铝含量30wt％～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附属钢的制备方法，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，从附属钢的表层、粉末渗剂以及制备方法等均做了适宜性改进，使得所得到的附属钢性能优越且外观视觉效果好，其可以在交变载荷、风沙、酸雨、紫外等条件下，合金层不脱落，寿命长。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附属钢，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、抗盐雾能力等均最佳，即综合性能高，大大提升了附属钢的使用寿命。
[0031]对于本申请中用于附属钢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，使得其能够与附属钢基体共渗得到本申请中的附属钢，附属钢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，附属钢吹砂后可耐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附属钢，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、有序的进入附属钢基体，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附属钢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，本申请中的附属钢可应用在复杂或苛刻的环境中，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渗剂处理的附属钢外观示意图；其中，图1A为高铁桥墩检查设施中的吊围篮示意图，图1B为检查梯示意图，图1C为附属钢中的钢横梁示意图。
[0035]图2是本申请实施例所述的附属钢渗完后的截面示意图。
[0036]图3是本申请实施例所述的附属钢盐雾3000小时后的截面照片。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。
[0038]在本专利技术中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所用的试剂、材料和操作步骤均为相应领域内广泛使用的试剂、材料和常规步骤。
[0039]实施例1
[0040]本实施例提供一种附属钢，该附属钢包括基材和合金层，所述合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种附属钢，该附属钢包括基材和合金层，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：锌50wt％～75wt％、铝10wt％～20wt％、镁3wt％～10wt％、锰0.15wt％～1.5wt％，余量为所述基材中的组分。2.根据权利要求1所述的附属钢，其特征在于，所述合金层的厚度为20μm～80μm；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所述的附属钢，其特征在于，在所述合金层中，所述锰的含量为镁含量的5％～10％。4.根据权利要求1所述的附属钢，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55～80份、锌铝合金粉10～25份、铝镁合金粉8～25份、稀土氧化物0.1～1份、活化剂1～5份，所述活化剂中含有Mn。5.根据权利要求4所述的附属钢，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5wt％～20wt％，余量为氯化铵。6.根据权利要求4所述的附属钢，其特征在于，所述粉末渗剂中还包括分散剂和催化剂，其中，在所述粉末渗剂中，所述分散剂的重量份数为20～60份，所述催化剂的重量份数为0.5
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2份。7.根据权利要求6所述的附属钢，其特征在于，所述分散剂为氧化铝、氧...

【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：