一种高强导轨材料及其制备方法技术

本发明专利技术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。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种高强导轨材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导轨材料
，尤其涉及一种高强导轨材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]为了解决上述问题，中国专利技术专利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。该专利技术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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为达到以上目的，本专利技术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：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%、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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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，在本专利技术的一个实施例中，所述端羟基含不饱和烯键的超支化聚烯烃是按中国专利技术专利CN113292707B中实施例1的方法制成。
[0011]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，在本专利技术的一个实施例中，所述含乙烯基的超支化聚硅氧烷是按中国专利技术专利CN102276836B中实施例1的方法制成。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]本专利技术的另一个目的，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。
[0016]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。
[0017]由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术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。
[0018]（2）本专利技术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。
[0019]（3）本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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%、Si 0.2%
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0.4%、Ni 6%
‑
8%、Ta 0.01%
‑
0.06%、Co 2%
‑
3%、W 0.1%
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0.4%、Ti 0.004%
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0.013%、Mn 0.5%
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1.4%、Nb 0.015%
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0.035%、Sn 0.001%
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0.003%、B 0.001%
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0.003%、N 0.003%
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0.006%、Sr 0.0001%
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0.0005%、稀土元素0.01%
‑
0.1%、纳米氧化锆0.001%
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0.003%、纳米氮化铬0.0005
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0.002%，余量为Fe及其它不可避免的杂质。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
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20份、纳米碳纤维10
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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
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【专利技术属性】
技术研发人员：金方，刘栋，金云康，金仁财，赖仲亚，钱达，金杰，郑杰，陈开挺，
申请(专利权)人：慈溪市龙山汽配有限公司，
类型：发明
国别省市：