本發(fā)明涉及鋼材生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種耐腐蝕鋼材及其制作方法。
背景技術(shù)：
：鋼材是國家建設(shè)和實(shí)現(xiàn)四化必不可少的重要物資，其應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)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(qiáng)度，通常為通過添加合金元素，使鋼材合金化，進(jìn)而進(jìn)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(jié)構(gòu)鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、船舶、汽輪機(jī)、重型機(jī)床的各種傳動件和緊固件。對于合金鋼材，高硬度、高強(qiáng)度及高耐腐蝕性等使重要的質(zhì)量指標(biāo)，只有達(dá)到高硬度、高強(qiáng)度及高耐腐蝕性，才能延長合金鋼材的使用壽命，進(jìn)而保證應(yīng)用合金鋼材的汽車、船舶等領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。然而目前的合金鋼材的硬度、強(qiáng)度、耐腐蝕性等仍有待提高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)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(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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(jié)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(yōu)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(jié)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(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為超細(xì)硅微粉，所述超細(xì)硅微粉的目數(shù)為1250-1400目。優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(fā)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(jié)劑粘結(jié)，通過高溫?zé)Y(jié)，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(jī)噴涂至步驟(2)得到的成型合金鋼表面，再將經(jīng)過熱壓燒結(jié)，最后得到所述耐腐蝕鋼材。優(yōu)選地，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度為1000-1200℃，所述高溫?zé)Y(jié)的時間為3-5小時；所述熱壓燒結(jié)的壓力為30-40mpa。本發(fā)明所使用的部分組分的作用介紹如下：鈮對鋼材具有細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，不僅可以提高鋼的強(qiáng)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(zhuǎn)變溫度，獲得良好的成型性能。鈦是較強(qiáng)的脫氧劑，當(dāng)鋼中加入少量的鈦，可顯著提高鋼的強(qiáng)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(qiáng)度，特別是高溫強(qiáng)度和韌性；提高鋼在酸堿溶液和液態(tài)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(dú)使用也可與其他合金元素共同使用。鉻可提高鋼的強(qiáng)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(qiáng)性。硼是微量合金元素，可以改善冶金工業(yè)中燒結(jié)礦的質(zhì)量，降低熔點(diǎn)、減小膨脹，提高強(qiáng)度硬度。硼及其化合物也是冶金工業(yè)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(fā)，易溶于水，溶于水而成半透明溶液，對堿、稀酸、硬水化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(qiáng)，有效降低油-水界面的張力，達(dá)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(shù)在90以下。(3)耐酸堿性：不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑。(4)抗氧化性：能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。聚甲基丙烯酸甲酯的透明度優(yōu)良，有突出的耐老化性，對酸、堿、鹽有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。質(zhì)輕，抗破碎能力高，有良好的絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度?？估旌涂箾_擊的能力比普通玻璃高7～18倍。其耐沖擊性是玻璃產(chǎn)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(yōu)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?jié)B、抗硫酸鹽侵蝕，目前一般應(yīng)用于混凝土增強(qiáng)中。聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值為40以上)、耐化學(xué)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(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。但聚氯乙烯對光、熱的穩(wěn)定性較差。在不加熱穩(wěn)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(zhì)聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)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(wěn)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(chǎn)電腦、傳真機(jī)、電話機(jī)、復(fù)印機(jī)、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(huán)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(fā)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(jī)物組份有良好的相溶性。它們具有優(yōu)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(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明中添加的鈮、鈦、鉬、鉻、硼等外加劑可改變鋼材的顯微結(jié)構(gòu)，對鋼材起到細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，不僅可提高鋼材的強(qiáng)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(zhì)的基礎(chǔ)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(fā)明鋼材的成型，還進(jìn)一步提高了鋼材的強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)。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(bǔ)聚氯乙烯熱穩(wěn)定性差的不足，提高了該阻燃劑的熱穩(wěn)定性，更好地起到阻燃作用。(2)本發(fā)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(jié)，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(jié)構(gòu)，提高鋼材內(nèi)部的強(qiáng)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(hù)層，進(jìn)一步提高了本發(fā)明鋼材的強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性等性能。具體實(shí)施方式下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下各金屬材料均為粉末狀。實(shí)施例1本實(shí)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(jié)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(jié)劑為超細(xì)硅微粉，所述超細(xì)硅微粉的目數(shù)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?？寡趸瘎闆]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(shí)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(jié)性良好且可提高鋼材密度的超細(xì)硅微粉粘結(jié)劑粘結(jié)，通過高溫?zé)Y(jié)，其中高溫?zé)Y(jié)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(jī)噴涂至步驟(2)得到的成型合金鋼表面，再通過熱壓燒結(jié)，其中熱壓燒結(jié)所選用的壓力為30mpa，最后得到所述耐腐蝕鋼材。本實(shí)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(jié)于成型合金鋼的表面，以使成型合金鋼表面形成一層保護(hù)層，有效起到保護(hù)、鈍化作用。其中的二氧化硅凝膠可利用二氧化硅通過現(xiàn)有方法制得，也可通過直接購買得到。實(shí)施例2本實(shí)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(jié)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(jié)劑為超細(xì)硅微粉，所述超細(xì)硅微粉的目數(shù)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(shí)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(shí)施例耐腐蝕鋼材的制作方法與實(shí)施例1基本相同，所不同的是高溫?zé)Y(jié)的溫度為1200℃，所述高溫?zé)Y(jié)的時間為5小時；所述熱壓燒結(jié)的壓力為40mpa。實(shí)施例3本實(shí)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(jié)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(jié)劑為超細(xì)硅微粉，所述超細(xì)硅微粉的目數(shù)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(shí)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(shí)施例耐腐蝕鋼材的制作方法與實(shí)施例1相同，所不同的是高溫?zé)Y(jié)的溫度為1100℃，所述高溫?zé)Y(jié)的時間為4小時；所述熱壓燒結(jié)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(jié)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(jié)劑為目數(shù)為1300目的超細(xì)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(jié)劑粘結(jié)，通過高溫?zé)Y(jié)，其中高溫?zé)Y(jié)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(jié)劑3％和成型劑1％，余量為鐵。其中，所述粘結(jié)劑為目數(shù)為1300目的超細(xì)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(jié)劑粘結(jié)，通過高溫?zé)Y(jié)，其中高溫?zé)Y(jié)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(jié)劑5％和成型劑3％，余量為鐵。其中，所述粘結(jié)劑為目數(shù)為1300目的超細(xì)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(jié)劑粘結(jié)，通過高溫?zé)Y(jié)，其中高溫?zé)Y(jié)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(shí)施例和各對比例所獲得的鋼材的硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度進(jìn)行比較，得到如下數(shù)據(jù)：布氏硬度抗拉強(qiáng)度(mpa)屈服強(qiáng)度(mpa)實(shí)施例1176595485實(shí)施例2181610495實(shí)施例3185625500對比例1138465370對比例2147490400對比例3143480364通過上表數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明各實(shí)施例所獲得的鋼材的硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均高于各對比例，表明通過在添加鈮、鈦、鉬、鉻、硼等物質(zhì)的基礎(chǔ)上，同時添加可協(xié)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(fā)明鋼材的硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)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(shí)施例和對比例的鋼材浸泡至入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中進(jìn)行抗腐蝕性的試驗(yàn)，5小時后發(fā)現(xiàn)本發(fā)明各實(shí)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(xiàn)為表面有物質(zhì)脫落，導(dǎo)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(fā)明鋼材的耐腐蝕性得以大大提高。此外還對本發(fā)明鋼材的阻燃試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明鋼材具有永久性抗燃效果，表明了本發(fā)明中阻燃劑的添加進(jìn)一步提高了鋼材的阻燃性能。上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。當(dāng)前第1頁12