专利名称：耐腐蚀铁路钢轨及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路钢轨及其生产方法，特别是涉及一种耐腐蚀的铁路钢轨及其生产方法。
背景技术：
现有的防腐铁路钢轨主要有三类一类是ZL 92108213.4公开的“隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法”所制作的耐腐蚀铁路钢轨，由于该方法使用直流电，容易干扰铁路信号，操作也较复杂；二类是ZL 02222327.4公开的“耐腐蚀铁路钢轨”、CN03117936.3公开的“一种耐腐蚀涂层钢轨生产工艺”和《关门隧道内的防锈蚀钢轨》(田神哲也，新线路，2000，54(1)，P36～38)公开的涂刷有机锌涂料、焦油环氧树脂和硝基甲酸乙脂漆制作的耐腐蚀铁路钢轨，由于有机涂料层与钢轨基体的结合力较低，容易脱落；三是文献GB2585-1981标准《铁路用每米38～50公斤钢轨技术条件》公开的方法，在钢轨钢材中加入Cr、Mo、Cu、Ni、P、Re等合金元素以提高钢耐腐蚀性能而得到的耐腐蚀铁路钢轨，生产成本较高。
CN03117936.3公开的“一种耐腐蚀涂层钢轨生产工艺”，采用冷镀方法在钢轨表面形成耐腐蚀涂层，包括如下步骤①将钢轨置于处理液内进行除油、除锈处理，并在钢轨表面形成一层化学处理膜；②用热风或感应加热干燥表面化学处理钢轨，干燥温度≤50℃；③采用有气喷涂或无气喷涂法或静电喷涂法，在钢轨表面喷涂富锌涂料或富铝涂料或富锌铝涂料，形成厚度为25～75μm的富锌涂层或富铝涂层或富锌铝涂层。由于采用化学方法处理表面油和锈，容易导致高碳钢轨吸氢而发生脆性断裂；废酸废液排放处理面临环保的压力，投入资金较大；钢轨在生产线上需要倒置，工序复杂和繁琐。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种制作工艺简单，涂层结合力较高，无废酸废液排放污染，生产成本较低的耐腐蚀铁路钢轨及其生产方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，包括以下步骤1)将铁路钢轨正置在生产线轨道上并匀速移动，采用喷丸机或喷砂机进行喷丸或喷砂预处理；2)在铁路钢轨的轨腰和轨底表面采用电弧喷涂锌、铝或锌—铝合金；3)采用自动喷涂、滚涂或人工刷涂有机封闭层或颜料油漆层。
进一步的，步骤1所述预处理是清理钢轨轨腰和轨底的氧化铁皮和铁锈，预处理后铁路钢轨的表面粗糙度为Rz2.5～12.5。
进一步的，进行所述步骤1的同时采用局部抽气装置除尘。
进一步的，步骤1后采用清洁、干燥的压缩空气吹扫轨腰和轨底的表面浮尘，并同时采用局部抽气装置除尘。
进一步的，步骤2所述锌、铝或锌—铝合金是Ф2.0～3.0mm的锌、铝或锌—铝合金丝材。
进一步的，步骤2所述电弧电压为30V，电流为160～240A。
进一步的，进行步骤3的同时采用热风干燥。
耐腐蚀铁路钢轨，由轨头、轨腰和轨底组成，在所述轨腰和轨底表面有耐腐蚀涂层，所述耐腐蚀涂层由与钢轨基体紧密结合的金属层和与金属层粘结在一起的有机封闭层或颜料油漆层组成，所述金属层是锌、铝或锌—铝合金。
进一步的，所述金属层厚度为20～200μm。
本发明的有益效果是钢轨正置在生产线轨道上匀速移动进行喷丸或喷砂处理，稳定安全，生产线简单、无废酸废液排放的污染、投资少；采用自动或人工电弧喷涂Ф2.0～3.0mm的锌、铝或锌—铝合金丝材，金属层的厚度达到20～200μm，涂层与钢轨基体的结合力达到10.0～30.0MPa，涂层抗擦伤性能好，施工工艺简单，生产成本低；位于外层的有机封闭层或颜料油漆层附着在金属层表面上，其颜色是灰、蓝、黑中的任意一种色彩，不会影响和干扰铁路信号；在潮湿或海洋环境条件下，钢轨防腐使用寿命可以达到5～8年，与钢轨的正常磨损使用寿命相同，不影响钢轨的外观尺寸、平直度、焊接性能和使用性能；在钢轨上不附加任何电源，不会干扰铁路信号。
图1为本发明的耐腐蚀铁路钢轨的截面剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明的耐腐蚀铁路钢轨由轨头1、轨腰2和轨底3组成，在钢轨表面有耐腐蚀涂层4，耐腐蚀涂层4由与钢轨基体紧密结合的金属层41和与金属层粘结在一起的有机封闭层或颜料油漆层42组成。
防腐蚀涂层4涂于轨腰2和轨底3的表面，厚度为40～300μm。
金属层41是电弧喷涂的锌、铝或锌—铝合金，金属层41与钢轨基体之间由机械咬合、微冶金等结合力固定。位于金属层41外层的有机封闭层或颜料油漆层42附着在金属层41表面上，其颜色是灰、蓝、黑中的任意一种色彩，不会影响和干扰铁路信号。
上述喷涂电弧电压为30V，电流为160～240A，雾化气体压力为0.65MPa，电弧喷涂枪距离钢轨表面150～200mm。
采用螺栓孔连接的钢轨轨腰2和轨底3全部都有耐腐蚀涂层4，而焊接钢轨两端头500mm以内的轨腰2和轨底3区域内只有金属层41，无有机封闭层或颜料油漆层42，不会影响钢轨焊接时轨底需要的导电性能。
实施例1在耐腐蚀钢轨的电弧喷涂生产流水线上，成品钢轨正置在由电动机拖动的辊道线上匀速移动，钢轨依次进入喷丸或喷砂、清扫、电弧喷涂和有机涂层喷涂或滚涂工作区。首先采用喷丸机清理钢轨轨腰和轨底部位的氧化铁皮和铁锈，保证轨腰两侧和轨底无氧化铁皮和铁锈，表面粗糙度为Rz2.5，然后采用清洁、干燥的压缩空气吹扫轨腰和轨底的表面浮尘。然后在轨腰两侧和轨底侧分别并列和纵向布置2支电弧喷涂枪，喷涂Ф2.0mm的锌丝材形成的金属层，喷涂电弧电压为30V，电流为160A，雾化气体压力为0.65MPa，喷枪距离钢轨表面150mm。金属层厚度为20μm。上述在喷丸机清理、压缩空气吹扫和电弧喷涂时都采用局部抽气装置除尘，可以减少污染。最后在钢轨轨腰和轨底部位采用人工刷涂有机封闭层，涂层厚度在20μm，并同时采用热风干燥，即得到耐腐蚀铁路钢轨成品。
实施例2在耐腐蚀钢轨的电弧喷涂生产流水线上，成品钢轨正置在由电动机拖动的辊道线上匀速移动，钢轨依次进入喷丸或喷砂、清扫、电弧喷涂和有机涂层喷涂或滚涂工作区。首先采用喷砂机清理钢轨轨腰和轨底部位的氧化铁皮和铁锈，保证轨腰两侧和轨底无氧化铁皮和铁锈，表面粗糙度为Rz5，然后采用清洁、干燥的压缩空气吹扫轨腰和轨底的表面浮尘。然后在轨腰两侧和轨底侧分别并列和纵向布置3支电弧喷涂枪，喷涂Ф3.0mm的铝丝材形成的金属层，喷涂电弧电压为30V，电流为200A，雾化气体压力为0.65MPa，喷枪距离钢轨表面150mm。金属层厚度为100μm。上述在喷丸机清理、压缩空气吹扫和电弧喷涂时都采用局部抽气装置除尘，可以减少污染。最后在钢轨轨腰和轨底部位采用自动喷涂有机封闭层，涂层厚度在50μm，并同时采用热风干燥，即得到耐腐蚀铁路钢轨成品。
实施例3在耐腐蚀钢轨的电弧喷涂生产流水线上，成品钢轨正置在由电动机拖动的辊道线上匀速移动，钢轨依次进入喷丸或喷砂、清扫、电弧喷涂和有机涂层喷涂或滚涂工作区。首先采用喷丸机清理钢轨轨腰和轨底部位的氧化铁皮和铁锈，保证轨腰两侧和轨底无氧化铁皮和铁锈，表面粗糙度为Rz12.5，然后采用清洁、干燥的压缩空气吹扫轨腰和轨底的表面浮尘。然后在轨腰两侧和轨底侧分别并列和纵向布置4支电弧喷涂枪，喷涂Ф2.0mm的锌—铝合金丝材形成的金属层，喷涂电弧电压为30V，电流为160A，雾化气体压力为0.65MPa，喷枪距离钢轨表面150mm。金属层厚度为200μm。最后在钢轨轨腰和轨底部位采用滚涂颜料油漆层，涂层厚度在100μm，并同时采用热风干燥，即得到耐腐蚀铁路钢轨成品。
权利要求
1.耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，包括以下步骤1)将铁路钢轨正置在生产线轨道上并匀速移动，采用喷丸机或喷砂机进行喷丸或喷砂预处理；2)在铁路钢轨的轨腰(2)和轨底(3)表面采用电弧喷涂锌、铝或锌—铝合金；3)采用自动喷涂、滚涂或人工刷涂有机封闭层或颜料油漆层(42)。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于步骤1所述预处理是清理钢轨轨腰(2)和轨底(3)的氧化铁皮和铁锈，预处理后铁路钢轨的表面粗糙度为Rz2.5～12.5。
3.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于进行所述步骤1的同时采用局部抽气装置除尘。
4.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于步骤1后采用清洁、干燥的压缩空气吹扫轨腰(2)和轨底(3)的表面浮尘，并同时采用局部抽气装置除尘。
5.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于步骤2所述锌、铝或锌—铝合金是Φ2.0～3.0mm的锌、铝或锌—铝合金丝材。
6.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于步骤2所述电弧电压为30V，电流为160～240A。
7.如权利要求1所述的耐腐蚀铁路钢轨的生产方法，其特征在于进行步骤3的同时采用热风干燥。
8.采用权利要求1所述方法生产的耐腐蚀铁路钢轨，由轨头(1)、轨腰(2)和轨底(3)组成，其特征在于在所述轨腰(2)和轨底(3)表面有耐腐蚀涂层(4)，所述耐腐蚀涂层(4)由与钢轨基体紧密结合的金属层(41)和与金属层(41)粘结在一起的有机封闭层或颜料油漆层(42)组成，所述金属层(41)是锌、铝或锌—铝合金。
9.如权利要求8所述的耐腐蚀铁路钢轨，其特征在于所述耐腐蚀涂层(4)的厚度为40～300μm。
10.如权利要求8所述的耐腐蚀铁路钢轨，其特征在于所述金属层(41)厚度为20～200μm。
全文摘要
本发明提供了一种耐腐蚀铁路钢轨耐腐蚀铁路钢轨及其生产方法，该方法包括以下步骤1)将铁路钢轨正置在生产线轨道上并匀速移动，采用喷丸机或喷砂机进行喷丸或喷砂预处理；2)在铁路钢轨的轨腰和轨底表面采用电弧喷涂锌、铝或锌－铝合金；3)采用自动喷涂、滚涂或人工刷涂有机封闭层或颜料油漆层。本发明的钢轨正置在生产线轨道上进行喷丸或喷砂处理，无废酸废液排放；钢轨防腐使用寿命达到5～8年，与钢轨的正常磨损使用寿命相同；在钢轨上不附加任何电源，不会干扰铁路信号。
文档编号B05D7/14GK1884616SQ20061002123
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者周家琮, 李大东, 徐权, 梅东生, 余腾义 申请人:攀枝花钢铁(集团)公司