本發明涉及鋼材生產
技術領域：
，具體涉及一種耐腐蝕鋼材及其制作方法。
背景技術：
：鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資，其應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同，鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類。一般為了提高鋼材的強度，通常為通過添加合金元素，使鋼材合金化，進而進行控制軋制、控制冷卻、淬火回火等熱處理或添加沉淀硬化元素等。合金結構鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機、船舶、汽輪機、重型機床的各種傳動件和緊固件。對于合金鋼材，高硬度、高強度及高耐腐蝕性等使重要的質量指標，只有達到高硬度、高強度及高耐腐蝕性，才能延長合金鋼材的使用壽命，進而保證應用合金鋼材的汽車、船舶等領域的高質量發展。然而目前的合金鋼材的硬度、強度、耐腐蝕性等仍有待提高。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的是提供一種耐腐蝕鋼材及其制作方法，所述制作方法簡單有效，且所制作得到的鋼材具有良好的硬度、耐腐蝕性、屈服強度和抗拉強度。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種耐腐蝕鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅5-10％、鎢3-6％、錳3-6％、磷2-5％、硫2-5％、碳0.2-3％、鈮0.1-3％、鈦0.1-2％、鉬3-10％、鉻2-6％、硼1-4％、粘結劑3-8％、耐腐蝕劑2-7％、阻燃劑0.1-3％、成型劑1-5％、鈍化劑0.2-6％和抗氧化劑1-5％，余量為鐵。優選地，所述耐腐蝕鋼材主要由如下重量份的組分混合制得：硅8％、鎢5％、錳5％、磷4％、硫3％、碳1％、鈮2％、鈦1％、鉬6％、鉻4％、硼2％、粘結劑5％、耐腐蝕劑5％、阻燃劑2％、成型劑3％、鈍化劑3％和抗氧化劑3％，余量為鐵。優選地，所述粘結劑為超細硅微粉，所述超細硅微粉的目數為1250-1400目。優選地，所述耐腐蝕劑主要由如下重量份的組分混勻而成：十二烷基苯磺酸鈉30-40份、聚四氟乙烯10-20份、聚甲基丙烯酸甲酯10-20份、硼砂10-20份和hsb脂肪族減水劑5-10份。優選地，所述阻燃劑為聚氯乙烯與十溴二苯乙烷按重量比為1:3-6的比例混合均勻而成。優選地，所述成型劑為聚乙二醇、石蠟或sd-b成型劑中的一種或兩種以上。優選地，所述鈍化劑為二氧化硅凝膠與聚乙二醇按1:3-7的重量比混合而成的混合物。優選地，所述抗氧化劑為沒食子酸丙酯、叔丁基對羥基茴香醚或叔丁基對苯二酚中的一種或兩種以上。本發明還提供了一種所述的耐腐蝕鋼材的制作方法，包括如下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)將稱取的硅、鎢、錳、磷、硫、碳、鈮、鈦、鉬、鉻、硼、成型劑、三分之一的耐腐蝕劑、三分之一的阻燃劑和三分之一的抗氧化劑加入鐵中，攪拌均勻后加入粘結劑粘結，通過高溫燒結，得到成型合金鋼；(3)將鈍化劑及剩余的耐腐蝕劑、剩余的阻燃劑和剩余的抗氧化劑混合均勻后通過噴涂機噴涂至步驟(2)得到的成型合金鋼表面，再將經過熱壓燒結，最后得到所述耐腐蝕鋼材。優選地，所述高溫燒結的溫度為1000-1200℃，所述高溫燒結的時間為3-5小時；所述熱壓燒結的壓力為30-40mpa。本發明所使用的部分組分的作用介紹如下：鈮對鋼材具有細晶強化和彌散強化作用，不僅可以提高鋼的強度，還可提高鋼的韌性、抗高溫氧化性和耐腐蝕性，降低鋼的脆性轉變溫度，獲得良好的成型性能。鈦是較強的脫氧劑，當鋼中加入少量的鈦，可顯著提高鋼的強度，但其塑性略有降低。鉬作為鋼的合金化元素，可以提高鋼的強度，特別是高溫強度和韌性；提高鋼在酸堿溶液和液態金屬中的抗蝕性；提高鋼的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐熱性。鉬是一種良好的形成碳化物的元素，在煉鋼的過程中不氧化，可單獨使用也可與其他合金元素共同使用。鉻可提高鋼的強度、硬度和耐磨性，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和抗腐蝕性，且鉻還可增加鋼的熱強性。硼是微量合金元素，可以改善冶金工業中燒結礦的質量，降低熔點、減小膨脹，提高強度硬度。硼及其化合物也是冶金工業的助溶劑和冶煉硼鐵硼鋼的原料，加入硼化鈦、硼化鋰、硼化鎳，可以冶煉耐熱的特種合金。十二烷基苯磺酸鈉，白色或淡黃色粉狀或片狀固體。難揮發，易溶于水，溶于水而成半透明溶液，對堿、稀酸、硬水化學性質穩定。磺基中的羥基也可被氯原子取代，生成磺酰氯。十二烷基苯磺酸鈉作為一種陰離子表面活性劑，具有良好的表面活性，親水性較強，有效降低油-水界面的張力，達到乳化作用。聚四氟乙烯具有以下特征：(1)耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。(2)不燃性：限氧指數在90以下。(3)耐酸堿性：不溶于強酸、強堿和有機溶劑。(4)抗氧化性：能耐強氧化劑的腐蝕。聚甲基丙烯酸甲酯的透明度優良，有突出的耐老化性，對酸、堿、鹽有較強的耐腐蝕性能。質輕，抗破碎能力高，有良好的絕緣性和機械強度。抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7～18倍。其耐沖擊性是玻璃產品的200倍，幾乎沒有斷裂的危險。硼的作用是合金化，使鋼的韌性更加優化，此外含硼的鋼材還具有更好的耐腐蝕性能。hsb脂肪族減水劑減水率高，和易性、粘聚性好，與其他各類外加劑配伍良好，并可抗滲、抗硫酸鹽侵蝕，目前一般應用于混凝土增強中。聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值為40以上)、耐化學藥品性高(耐濃鹽酸、濃度為90％的硫酸、濃度為60％的硝酸和濃度20％的氫氧化鈉)、機械強度及電絕緣性良好的優點。但聚氯乙烯對光、熱的穩定性較差。在不加熱穩定劑的情況下，聚氯乙烯100℃時即開始分解，130℃以上分解更快。硬質聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨用做結構材料。十溴二苯乙烷是一種使用范圍廣泛的廣譜添加型阻燃劑，其溴含量高，熱穩定性好，抗紫外線性能佳，較其他溴系阻燃劑的滲出性低；特別適用于生產電腦、傳真機、電話機、復印機、家電等的高檔材料的阻燃。十溴二苯乙烷適用于聚苯乙烯、高苯乙烯、abs、環氧樹脂、彈性體等膠黏劑和密封劑。二氧化硅所形成的凝膠本身也有一定的隔離作用，防止外部的水分和氣體滲入到鍍鋅層表面，發揮一定的輔助防腐作用。聚乙二醇具有良好的水溶性，并與許多有機物組份有良好的相溶性。它們具有優良的潤滑性、保濕性、分散性、粘接劑、抗靜電劑及柔軟劑等。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果為：(1)本發明中添加的鈮、鈦、鉬、鉻、硼等外加劑可改變鋼材的顯微結構，對鋼材起到細晶強化和彌散強化作用，不僅可提高鋼材的強度、硬度和韌性，還可提高鋼材的耐磨性、耐腐蝕性和抗高溫氧化性等性能。在加入鈮、鈦、鉬、鉻、硼等物質的基礎上，同時添加耐腐蝕劑、成型劑、鈍化劑、阻燃劑和抗氧化劑等助劑，不僅有助于本發明鋼材的成型，還進一步提高了鋼材的強度、耐磨性和抗氧化性，增加了鋼材的阻燃性能。其中耐腐蝕劑由十二烷基苯磺酸鈉、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硼砂和hsb脂肪族減水劑組成，利用十二烷基苯磺酸鈉這一陰離子表面活性劑的乳化作用，使具有耐酸堿性、耐強氧化劑腐蝕的聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯得以充分乳化，形成乳化液，同時使硼砂礦物充分摻入乳化液中，進一步提高鋼材的耐腐蝕性，此外還在得到的乳化液中添加hsb脂肪族減水劑，使乳化液中各成分的粘聚性更好，耐腐蝕性更強。阻燃劑為聚氯乙烯與十溴二苯乙烷混合而成，十溴二苯乙烷可彌補聚氯乙烯熱穩定性差的不足，提高了該阻燃劑的熱穩定性，更好地起到阻燃作用。(2)本發明鋼材的制作過程中，首先將鐵、硅、鎢、錳、磷等鋼材的主要成分與鈮、鈦、鉬、鉻、硼等外加劑及成型劑、部分的耐腐蝕劑、阻燃劑和抗氧化劑等助劑混合燒結，得到成型合金鋼，使外加劑和助劑充分嵌入鋼材的主要成分中，三者充分混合成型，以改變鋼材的顯微結構，提高鋼材內部的強度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性和抗高溫氧化性等性能，再將鈍化劑及剩下的耐腐蝕劑、阻燃劑和抗氧化劑混合后以噴涂的方式噴涂至成型合金鋼表面，形成了合金鋼的保護層，進一步提高了本發明鋼材的強度、硬度、韌性和耐磨性等性能。具體實施方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下各金屬材料均為粉末狀。實施例1本實施例一種耐腐蝕鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅5％、鎢3％、錳3％、磷2％、硫2％、碳0.2％、鈮0.1％、鈦0.1％、鉬3％、鉻2％、硼1％、粘結劑3％、耐腐蝕劑2％、阻燃劑0.1％、成型劑1％、鈍化劑0.2％和抗氧化劑1％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為超細硅微粉，所述超細硅微粉的目數為1250目。所述耐腐蝕劑主要由如下重量份的組分混勻而成：十二烷基苯磺酸鈉30-40份、聚四氟乙烯10-20份、聚甲基丙烯酸甲酯10-20份、硼砂10-20份和hsb脂肪族減水劑5-10份。耐腐蝕劑的制備為將聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯加入至十二烷基苯磺酸鈉中，得到乳化液，再將硼砂和hsb脂肪族減水劑加入所得乳化液中，攪拌均勻即可。所述阻燃劑為聚氯乙烯與十溴二苯乙烷按重量比為1:3的比例混合均勻而成。所述成型劑為聚乙二醇。所述鈍化劑為二氧化硅凝膠與聚乙二醇按1:3的重量比混合而成的混合物。抗氧化劑為沒食子酸丙酯和叔丁基對羥基茴香醚按重量比為1:2混合而成的混合物。本實施例一種所述的耐腐蝕鋼材的制作方法，包括如下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)將稱取的硅、鎢、錳、磷、硫、碳、鈮、鈦、鉬、鉻、硼、成型劑、三分之一的耐腐蝕劑、三分之一的阻燃劑和三分之一的抗氧化劑加入鐵中，攪拌均勻后加入粘結性良好且可提高鋼材密度的超細硅微粉粘結劑粘結，通過高溫燒結，其中高溫燒結的溫度為1000℃，時間為3小時，得到成型合金鋼；(3)將鈍化劑及剩余的耐腐蝕劑、剩余的阻燃劑和剩余的抗氧化劑通過噴涂機噴涂至步驟(2)得到的成型合金鋼表面，再通過熱壓燒結，其中熱壓燒結所選用的壓力為30mpa，最后得到所述耐腐蝕鋼材。本實施例鈍化劑中的聚乙二醇可將具有隔離、防腐作用的二氧化硅凝膠充分粘結于成型合金鋼的表面，以使成型合金鋼表面形成一層保護層，有效起到保護、鈍化作用。其中的二氧化硅凝膠可利用二氧化硅通過現有方法制得，也可通過直接購買得到。實施例2本實施例一種耐腐蝕鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅10％、鎢6％、錳6％、磷5％、硫5％、碳3％、鈮3％、鈦2％、鉬10％、鉻6％、硼4％、粘結劑8％、耐腐蝕劑7％、阻燃劑3％、成型劑5％、鈍化劑6％和抗氧化劑5％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為超細硅微粉，所述超細硅微粉的目數為1400目。所述耐腐蝕劑主要由如下重量份的組分混勻而成：十二烷基苯磺酸鈉40份、聚四氟乙烯20份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、硼砂20份和hsb脂肪族減水劑10份。耐腐蝕劑的制備方法與實施例1相同。所述阻燃劑為聚氯乙烯與十溴二苯乙烷按重量比為1:6的比例混合均勻而成。所述成型劑為聚乙二醇與石蠟按重量比為2：1混合而成的混合物。所述鈍化劑為二氧化硅與聚乙二醇按1:3的重量比混合而成的混合物。所述抗氧化劑為叔丁基對苯二酚。本實施例耐腐蝕鋼材的制作方法與實施例1基本相同，所不同的是高溫燒結的溫度為1200℃，所述高溫燒結的時間為5小時；所述熱壓燒結的壓力為40mpa。實施例3本實施例一種耐腐蝕鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅8％、鎢5％、錳5％、磷4％、硫3％、碳1％、鈮2％、鈦1％、鉬6％、鉻4％、硼2％、粘結劑5％、耐腐蝕劑5％、阻燃劑2％、成型劑3％、鈍化劑4％和抗氧化劑3％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為超細硅微粉，所述超細硅微粉的目數為1300目。所述耐腐蝕劑主要由如下重量份的組分混勻而成：十二烷基苯磺酸鈉35份、聚四氟乙烯15份、聚甲基丙烯酸甲酯15份、硼砂15份和hsb脂肪族減水劑8份。耐腐蝕劑的制備方法與實施例1相同。所述阻燃劑為聚氯乙烯與十溴二苯乙烷按重量比為1:5的比例混合均勻而成。所述成型劑為sd-b成型劑。所述鈍化劑為二氧化硅與聚乙二醇按1:5的重量比混合而成的混合物。所述抗氧化劑為叔丁基對羥基茴香醚與叔丁基對苯二酚按重量比為1:1混合而成的混合物。本實施例耐腐蝕鋼材的制作方法與實施例1相同，所不同的是高溫燒結的溫度為1100℃，所述高溫燒結的時間為4小時；所述熱壓燒結的壓力為35mpa。對比例1本對比例一種鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅8％、鎢5％、錳5％、磷4％、硫3％、碳1％、粘結劑5％、耐腐蝕劑2.5％、阻燃劑2％、成型劑3％、鈍化劑4％和抗氧化劑3％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為目數為1300目的超細硅微粉，耐腐蝕劑為聚四氟乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，阻燃劑、成型劑、鈍化劑和抗氧化劑均為一般常用的助劑。本對比例一種鋼材的制備方法包括如下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)將稱取的硅、鎢、錳、磷、硫、碳、耐腐蝕劑、阻燃劑、成型劑、鈍化劑和抗氧化劑加入鐵中，攪拌均勻后加入粘結劑粘結，通過高溫燒結，其中高溫燒結的溫度為1200℃，時間為3小時，即得到所述鋼材。對比例2本對比例一種鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅5％、鎢3％、錳3％、磷2％、硫2％、碳0.2％、鈮0.1％、鈦0.1％、鉬3％、鉻2％、硼1％、粘結劑3％和成型劑1％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為目數為1300目的超細硅微粉，成型劑為sd-b成型劑。本對比例一種鋼材的制備方法包括如下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)將稱取的硅、鎢、錳、磷、硫、碳、鈮、鈦、鉬、鉻、硼和成型劑加入鐵中，攪拌均勻后加入粘結劑粘結，通過高溫燒結，其中高溫燒結的溫度為1200℃，時間為3小時，即得到所述鋼材。對比例3本對比例一種鋼材，主要由如下重量份的組分混合制得：硅8％、鎢5％、錳5％、磷4％、硫3％、碳1％、粘結劑5％和成型劑3％，余量為鐵。其中，所述粘結劑為目數為1300目的超細硅微粉，成型劑為sd-b成型劑。本對比例一種鋼材的制備方法包括如下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)將稱取的硅、鎢、錳、磷、硫、碳和成型劑加入鐵中，攪拌均勻后加入粘結劑粘結，通過高溫燒結，其中高溫燒結的溫度為1200℃，時間為3小時，即得到所述鋼材。本申請人對上述各實施例和各對比例所獲得的鋼材的硬度、抗拉強度和屈服強度進行比較，得到如下數據：布氏硬度抗拉強度(mpa)屈服強度(mpa)實施例1176595485實施例2181610495實施例3185625500對比例1138465370對比例2147490400對比例3143480364通過上表數據可知，本發明各實施例所獲得的鋼材的硬度、抗拉強度和屈服強度均高于各對比例，表明通過在添加鈮、鈦、鉬、鉻、硼等物質的基礎上，同時添加可協同增效的成型劑、鈍化劑、阻燃劑和抗氧化劑等助劑，大大提高了本發明鋼材的硬度、抗拉強度和屈服強度。由于硬度的提高，使鋼材的耐磨性能也得到了較大提高。同時將對各實施例和對比例的鋼材浸泡至入強酸或強堿中進行抗腐蝕性的試驗，5小時后發現本發明各實施例得到的鋼材表面無明顯變化，而各對比例的鋼材表面均已受到一定程度的腐蝕(表現為表面有物質脫落，導致鋼材表面凹凸、不平滑)，表明耐腐蝕劑和鈍化劑的添加，使本發明鋼材的耐腐蝕性得以大大提高。此外還對本發明鋼材的阻燃試驗，發現本發明鋼材具有永久性抗燃效果，表明了本發明中阻燃劑的添加進一步提高了鋼材的阻燃性能。上述說明是針對本發明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發明的專利申請范圍，凡本發明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發明所涵蓋專利范圍。當前第1頁12