[發明專利]氧化膜、耐腐蝕鋼軌及該鋼軌的制備方法

有效

• 申請號: 201810981757.1
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109112468B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 陳崇木;韓振宇;鄒明;陶功明
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C23C8/14
• 分類號: C23C8/14;C22C38/02;C22C38/04;E01B5/02;B21B1/085
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 梁鑫

本發明公開了一種氧化膜、耐腐蝕鋼軌及該鋼軌的制備方法，屬于鋼鐵軋制及表面處理領域。本發明解決的技術問題是現有耐腐蝕鋼軌的制備成本高、效率低。本發明提供了一種覆蓋于鋼軌表面的氧化膜，其厚度為20μm～60μm；其斷面Fe₃O₄的平均面積為60～80％。本發明還提供了一種耐腐蝕鋼軌及其制備方法，該方法是：將鋼坯在氧化性氣氛中加熱至鋼軌表面氧化鐵皮易掉，經高壓水除鱗后，置于開坯機軋制5～7道次，開坯機軋制的第一和第三道次采用大壓下量軋制，然后進入萬能軋機，萬能軋機進行粗軋、中扎和精軋后進行冷卻，經矯直、探傷檢測制得成品鋼軌。本發明方法制備得到的鋼軌具有良好的耐腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于鋼鐵軋制及表面處理領域，具體涉及氧化膜、耐腐蝕鋼軌及該耐腐蝕鋼軌的制備方法。

背景技術

鋼軌在運輸和使用過程中，在外部環境的作用下會發生銹蝕。銹蝕不僅影響鋼軌外觀形象，嚴重時還會縮短鋼軌的壽命，甚至會對鋼軌的力學性能產生損害，從而影響列車的安全運行。對于普通線路的鋼軌，鋼軌壽命一般為5～10年，腐蝕對鋼軌壽命和安全的影響很?。粚τ诟咚勹F路，其壽命高達30年以上，鋼軌的腐蝕問題將會影響鋼軌的服役壽命。因此，腐蝕問題是鋼軌服役過程中不可忽略的問題。隨著我國高鐵的快速發展，開發耐腐蝕鋼軌對提高鐵路運輸安全有著重要意義。

目前，鋼軌的腐蝕防護方法主要有以下三種：(1)通過添加Cr、Ni、Cu等合金元素提高鋼軌基體耐蝕性能；(2)在鋼軌表面噴涂鋅、鋁合金、高分子涂層、油脂、油膏等防護涂料，通過防護涂料來提高鋼軌耐腐蝕性能；(3)在線路上利用Zn塊與鋼軌連接組成腐蝕電偶，通過犧牲Zn陽極來保護鋼軌。

專利CN104060187B公開了一種耐腐蝕性的微合金化鋼軌，其基本合金體系中合金元素的重量百分含量為：C：0.73％～0.85％，Si：0.30％～0.90％，Mn：0.80％～1.20％，Cr：0.20％～0.40％，Cu：0.30％～0.50％，Ni：Cu含量的1/2～2/3，P：0.03％～0.05％，S：≤0.025％；以下三種元素中的至少一種：V：0.04％～0.12％，Nb：0.02％～0.06％、Re：0.005％～0.05％，余量為Fe和不可避免的雜質。該專利采用了在碳素鋼軌的基礎上添加Cr、Cu、Ni等耐腐蝕合金元素，通過P、Ni和Cu含量的配比來提高鋼軌基體的耐腐蝕性能。由于出口鋼軌要嚴格執行出口國技術標準或其他國際標準，在世界標準中，對化學元素含量均有嚴格要求，在出口鋼軌中通過合金化提高鋼軌耐蝕銹蝕性能技術路線受到很大限制。

專利CN1884616A公開了一種耐腐蝕鐵路鋼軌及其生產方法，該方法對在線生產的鋼軌，先進行噴丸或噴砂預處理，后電弧噴涂鋅、鋁或鋅－鋁合金，然后用自動噴涂、滾涂或人工刷涂有機封閉層或顏料油漆層。鋼軌噴丸或噴砂處理能耗大、效率低，同時低溫噴涂涂層與鋼軌的結合力弱，在吊裝和運輸過程容易發生局部脫落，生產成本高、效率低、效果不明顯。上述方法因成本、效率及有效性等問題都無法得到大規模的推廣和應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有耐腐蝕鋼軌的制備成本高、效率低。

本發明為解決其技術問題采用的技術方案是提供了一種氧化膜，該氧化膜覆蓋于鋼軌表面，其厚度為20μm～60μm；氧化膜斷面Fe₃O₄的平均面積為60～80％。

本發明還提供了一種耐腐蝕鋼軌，所述耐腐蝕鋼軌表面覆蓋有上述氧化膜，其化學成分由以下重量百分比的元素組成：C 0.62～0.80％、Si 0.25％～0.40％、Mn 0.70～1.25％，余量為Fe和不可避免的雜質；所述耐腐蝕鋼軌的抗拉強度為800～1100MPa，延伸率≥10％。