[发明专利]一种铁路工务配件复合防蚀处理工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及金属材料的防锈处理领域，特别涉及一种铁路工务配件复合防蚀处理工艺。

背景技术：

铁路线路中使用的螺旋道钉、轨距挡板等弹条Ⅰ型扣件，在线路上承受大气及机车尾气腐蚀，从而产生锈蚀过早失效，造成行车安全隐患。为了解决上述问题，目前常用金属零件渗氮工艺，在零件表面渗入渗氮层，以保护及延缓金属零件锈蚀过程。由于铁路线路中使用的螺旋道钉、轨距挡板等弹条Ⅰ型扣件，常年风吹雨淋、温差较大，行车时还铁轨产生弹性跳动使工务配件承受震动摩擦及各种复杂的交变应力。但该渗氮工艺仅仅是在金属零件表面渗入一层30—50μm的渗氮层，其防锈蚀的能力不能满足长期抗锈蚀工作的要求。

发明目的：

本发明的目的就是为了进一步提高铁路工务配件的防锈蚀能力，提供的一种铁路工务配件复合防蚀处理工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1、一种铁路工务配件复合防蚀处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）、预热：氮化炉加热到450℃—475℃，将工件送入氮化炉中，氮化炉密封；

（2）、升温渗透：继续升温2h，最终使温度达到750℃—780℃，期间连续通入流量4000L/min 的NH₃气和流量600L/ min的氧气，同时滴入稀土Re添加剂，滴入速度25ml/min；

（3）、强渗透：升温渗透后，在温度最高段750℃—780℃时进入强渗透1h，期间通入的NH₃气流量、氧气流量分别是步骤2中NH₃气流量及氧气流量的3倍以上；

（4）、强渗透后在750℃—780℃时保温1h；

（5）、将工件从炉内取出，封闭油浸处理。

所述的稀土Re添加剂由以下重量百分比的原料组成：氧化镧3%，氧化铈2%，氧化铼3%，上述原料在晶体甘锅（350℃）炒制15分，加92%酒精溶解。

本发明的复合防蚀处理工艺，是针对螺旋道钉、轨距挡板等弹条Ⅰ型扣件锈蚀而设计的防蚀处理工艺，经复合防蚀处理后的螺旋道钉表面可获得双层耐蚀化合物层，使之具有优良的耐蚀性和稳定性，渗层脆性小，与基体结合牢固，表面多孔易于形成油膜，并可进一步钝化处理成不同PH值表面形成系列产品，免维护及长寿命的优点。

本发明涉及的化学反应原理如下：

一、稀土氧氮化工艺原理

炉温在450-℃~780℃，通入NH₃、O₂气体，滴入稀土（Re）添加剂，炉内形成NH₃、N₂、Re、O₂、H₂O气氛，钢表面上将发生以下过程：

1、介质中的化学反应：气、液渗剂发生化学反应，生成[N]、[Re]、[O]渗入元素的活性原子[Fe]；

2、表面吸附和界面反应：[Fe]在表面进行吸附和产生各种界面反应；

3、扩散相变：成分达到一定浓度会发生，N+Fe→Fe₄N或Fe₃N，Re+Fe→Re_yFe_x，钢表面形成化合物层。

化合物具有较高的腐蚀电极电位，故工件的耐蚀性提高。如何在更短的时间内获得一定厚度和致密的化合物是工艺关键。NH₃是主要渗入元素N的供剂。Re作为催渗元素可有效地提高NH₃在钢表面的分解；易于吸附并形成较多空位，促进N原子吸附；有效降低N在钢中扩散激活能，提高N原子的扩散速度，尤其是在化合物层中扩散速度提高约2.5倍。

4、O₂产生O₂+H₂→H₂O反应，有效降低炉气中PH₂，提高炉气氮势，增加化合物层的致密度。

二、氧化工艺原理

将稀土氧氮化的工件放入氧化性介质中，在表面形成一层多孔Fe₃O₄ 及Fe₂O₃层，经过浸油处理，进一步提高耐蚀性和用钝化方法形成表面不同PH值，使螺旋道钉等零件适用不同的使用环境。

 

具体实施方式：

本发明具体提供一种铁路螺旋道钉复合防蚀处理工艺，螺旋道钉的材料为Q235A