一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及建筑钢材加工技术领域，具体为一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材及其加工工艺。


背景技术：

2.近年来，社会经济快速发展，城市化进程日益加快，建筑行业的市场竞争也趋于白热化，建筑企业应当与时俱进，主动适应市场的变化，钢材是建筑施工单位的重要物资，特种钢材是一种由合金形式构成的钢材，普遍具有很好的抗氧化、耐腐蚀、耐高温等特性。
3.建筑施工过程中需要使用大量的钢结构，耐腐蚀特种钢材是苛刻环境下的钢结构原材料，现有的建筑钢材耐腐蚀能力有所欠缺，防腐蚀工艺较为单一，钢材的后处理工作不足，防水性能一般且缺乏抗菌能力，钢材容易受到菌类腐蚀，钢材使用寿命较低。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材及其加工工艺，解决了建筑钢材耐腐蚀能力不足的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材，所述耐腐蚀特种钢材包括钢水，所述钢水由以下化学成分按质量百分比组成：c：0.4～0.6wt％，ni：12～13wt％，cr：2.8～3.5wt％，cu：0.3～0.45wt％，v：0.5～0.8wt％，si：1～1.2wt％，be：1～1.5wt％，mn：0.7～0.9wt％，余量为fe。
8.优选的，一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材的加工工艺，包括以下步骤：
9.s1.涂料制备
10.将聚有机硅氧烷和硅烷交联剂放入搅拌罐a内，搅拌35～45min，得到成膜物质，将纤维状轻质碳酸钙和纳米钛白粉投入搅拌罐b内，搅拌15～20min，向搅拌罐b内加入月桂酸，搅拌5～10min，得到抗菌疏水填料，将成膜物质、抗菌填料、钛酸酯偶联剂、乳化剂和防沉剂投入均质机中，混合25～30min，得到无溶剂有机硅树脂涂料；
11.s2.钢材成型
12.按照上述钢水的化学成分及其质量百分比，在转炉内冶炼钢材得到钢水，转炉内部温度下降至1650℃时向钢水中加入钛铁，得到含钛钢水，转炉内部温度下降至1530℃时将含钛钢水倒入钢包之中，对钢包内的含钛钢水进行底吹氩并对含钛钢水进行搅拌，钢包内温度以10℃/min的速率下降，钢包内部温度下降至1430℃时，将钢包内的含钛钢水倒入模具之中，含钛钢水凝固，得到合金铸钢，对合金铸钢进行退火、正火、淬火和回火，接着将合金铸钢放入离子渗氮炉内进行氮化，氮化过程中将氮气和氢气按照49∶1的质量份数比例通入离子渗氮炉中，氮化2～2.5h后得到耐腐蚀钢材；
13.s3.钢材后处理
14.使用清洗液对耐腐蚀钢材进行酸洗，将酸洗后的耐腐蚀钢材放入热镀锌设备中进行热镀锌，得到镀锌钢材，通过浸渍提拉机将镀锌钢材放入装有三氯化钛溶液的容器中进行钝化，得到钝化钢材，当钝化钢材温度下降至300℃时，通过喷枪将无溶剂有机硅树脂涂料喷涂在钝化钢材表面，利用钝化钢材的余热使无溶剂有机硅树脂涂料固化交联，在钝化钢材表面形成抗菌涂层，自然冷却后得到耐腐蚀特种钢材成品。
15.优选的，所述s1中钛铁内的ti元素的含量占钢水质量百分比的4.5～6.5wt％。
16.优选的，所述s1中离子渗氮炉内部温度为580～600℃。
17.优选的，所述s2中的搅拌罐b在搅拌过程中加入乙基纤维素。
18.优选的，所述s3中酸洗过程中使用的清洗液为10％～15％的稀盐酸。
19.优选的，所述s3中的热镀锌温度为490～520℃，所述s3中热镀锌过程中向热镀锌设备中加入三氯化镱溶液。
20.(三)有益效果
21.本发明提供了一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材及其加工工艺。具备以下有益效果：
22.1、本发明含有ni、cr、v、be、mn、cu等元素的耐腐蚀钢材具备抗氧化性，提高耐腐蚀钢材的抗氢腐蚀能力、耐海水腐蚀能力和耐大气腐蚀能力，向钢水中加入钛铁，吹氩后钢水中的气体和非金属夹杂物得到净化，ti元素和si元素在底吹氩过程中起到脱氧作用，提高了钢材的抗氧化能力，回火后通过离子渗氮炉对合金铸钢进行氮化，降低钢材的应力腐蚀敏感度，对耐腐蚀钢材进行热镀锌及三氯化钛钝化处理，无溶剂有机硅树脂涂料耐腐蚀性好，可产生具有抑菌作用的羟基自由基，具有限制细菌生长的疏水性，极大削弱了铁细菌、硫氧化菌、硫酸盐还原菌等腐蚀性菌种，钝化钢材表面的喷涂无溶剂有机硅树脂涂料进一步提高建筑钢材的耐腐蚀能力，延长钢材使用寿命。
23.2、本发明通过三氯化钛溶液对耐腐蚀钢材进行浸渍钝化处理，钝化液不含危害人体及生态环境的三价铬，钝化钢材表面的抗菌涂层成膜过程中无溶剂挥发，且固化交联过程充分利用了钝化钢材的余热，降低能源损耗，有利于环境保护。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例一：
26.本发明实施例提供一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材，耐腐蚀特种钢材包括钢水，钢水由以下化学成分按质量百分比组成：c：0.5wt％，ni：12wt％，cr：3.2wt％，cu：0.45wt％，v：0.6wt％，si：1.2wt％，be：1.3wt％，mn：0.9wt％，余量为fe，ni元素和cr元素提高了钢材的耐蚀性和抗氧化性，cu元素提高了钢材的耐大气腐蚀能力，v元素提高了钢材的强度和韧性以及抗氢腐蚀能力，si元素具备还原剂和脱氧剂的特性并能提高钢材的强度，be元素提高了钢材的耐海水腐蚀能力，mn元素提高了钢材的淬透性。
27.一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材的加工工艺，包括以下步骤：
28.s1.涂料制备
29.将聚有机硅氧烷和硅烷交联剂放入搅拌罐a内，搅拌36min，得到成膜物质，将纤维状轻质碳酸钙和纳米钛白粉投入搅拌罐b内，搅拌20min，向搅拌罐b内加入月桂酸，搅拌8min，得到抗菌疏水填料，将成膜物质、抗菌填料、钛酸酯偶联剂、乳化剂和防沉剂投入均质机中，混合25min，得到无溶剂有机硅树脂涂料，无溶剂有机硅树脂涂料耐腐蚀性好，可产生具有抑菌作用的羟基自由基，月桂酸使涂料具备疏水性，剥夺细菌生长环境，极大削弱了铁细菌、硫氧化菌、硫酸盐还原菌等腐蚀性菌种，涂料能够提高建筑钢材的耐腐蚀能力，延长钢材的使用寿命；
30.s2.钢材成型
31.按照上述钢水的化学成分及其质量百分比，在转炉内冶炼钢材得到钢水，转炉内部温度下降至1650℃时向钢水中加入钛铁，得到含钛钢水，转炉内部温度下降至1530℃时将含钛钢水倒入钢包之中，对钢包内的含钛钢水进行底吹氩并对含钛钢水进行搅拌，钢包内温度以10℃/min的速率下降，钢包内部温度下降至1430℃时，将钢包内的含钛钢水倒入模具之中，含钛钢水凝固，得到合金铸钢，对合金铸钢进行退火、正火、淬火和回火，接着将合金铸钢放入离子渗氮炉内进行氮化，氮化过程中将氮气和氢气按照49∶1的质量份数比例通入离子渗氮炉中，氮化2h后得到耐腐蚀钢材；
32.s3.钢材后处理
33.使用清洗液对耐腐蚀钢材进行酸洗，将酸洗后的耐腐蚀钢材放入热镀锌设备中进行热镀锌，得到镀锌钢材，通过浸渍提拉机将镀锌钢材放入装有三氯化钛溶液的容器中进行钝化，得到钝化钢材，当钝化钢材温度下降至300℃时，通过喷枪将无溶剂有机硅树脂涂料喷涂在钝化钢材表面，利用钝化钢材的余热使无溶剂有机硅树脂涂料固化交联，在钝化钢材表面形成抗菌涂层，自然冷却后得到耐腐蚀特种钢材成品。
34.s1中钛铁内的ti元素的含量占钢水质量百分比的5.8wt％，钛铁内的ti元素对钢材起到脱氧固氮作用，提高钢材的强度、蠕变抗力、耐应力腐蚀能力和耐碱脆性能。
35.s1中离子渗氮炉内部温度为590℃，回火后通过离子渗氮炉对合金铸钢进行氮化，降低钢材的应力腐蚀敏感度。
36.s2中的搅拌罐b在搅拌过程中加入乙基纤维素，乙基纤维素起到分散剂作用，避免纤维状轻质碳酸钙和纳米钛白粉团聚。
37.s3中酸洗过程中使用的清洗液为15％的稀盐酸。
38.s3中的热镀锌温度为510℃。
39.实施例二：
40.本发明实施例提供一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材，耐腐蚀特种钢材包括钢水，钢水由以下化学成分按质量百分比组成：c：0.6wt％，ni：13wt％，cr：2.8wt％，cu：0.35wt％，v：0.7wt％，si：1.1wt％，be：1.2wt％，mn：0.7wt％，余量为fe，ni元素和cr元素提高了钢材的耐蚀性和抗氧化性，cu元素提高了钢材的耐大气腐蚀能力，v元素提高了钢材的强度和韧性以及抗氢腐蚀能力，si元素具备还原剂和脱氧剂的特性并能提高钢材的强度，be元素提高了钢材的耐海水腐蚀能力，mn元素提高了钢材的淬透性。
41.一种用于建筑施工的耐腐蚀特种钢材的加工工艺，包括以下步骤：
42.s1.涂料制备
43.将聚有机硅氧烷和硅烷交联剂放入搅拌罐a内，搅拌42min，得到成膜物质，将纤维状轻质碳酸钙和纳米钛白粉投入搅拌罐b内，搅拌16min，向搅拌罐b内加入月桂酸，搅拌6min，得到抗菌疏水填料，将成膜物质、抗菌填料、钛酸酯偶联剂、乳化剂和防沉剂投入均质机中，混合28min，得到无溶剂有机硅树脂涂料，无溶剂有机硅树脂涂料耐腐蚀性好，可产生具有抑菌作用的羟基自由基，月桂酸使涂料具备疏水性，剥夺细菌生长环境，极大削弱了铁细菌、硫氧化菌、硫酸盐还原菌等腐蚀性菌种，涂料能够提高建筑钢材的耐腐蚀能力，延长钢材的使用寿命；
44.s2.钢材成型
45.按照上述钢水的化学成分及其质量百分比，在转炉内冶炼钢材得到钢水，转炉内部温度下降至1650℃时向钢水中加入钛铁，得到含钛钢水，转炉内部温度下降至1530℃时将含钛钢水倒入钢包之中，对钢包内的含钛钢水进行底吹氩并对含钛钢水进行搅拌，钢包内温度以10℃/min的速率下降，钢包内部温度下降至1430℃时，将钢包内的含钛钢水倒入模具之中，含钛钢水凝固，得到合金铸钢，对合金铸钢进行退火、正火、淬火和回火，接着将合金铸钢放入离子渗氮炉内进行氮化，氮化过程中将氮气和氢气按照49∶1的质量份数比例通入离子渗氮炉中，氮化2.5h后得到耐腐蚀钢材；
46.s3.钢材后处理
47.使用清洗液对耐腐蚀钢材进行酸洗，将酸洗后的耐腐蚀钢材放入热镀锌设备中进行热镀锌，得到镀锌钢材，通过浸渍提拉机将镀锌钢材放入装有三氯化钛溶液的容器中进行钝化，得到钝化钢材，当钝化钢材温度下降至300℃时，通过喷枪将无溶剂有机硅树脂涂料喷涂在钝化钢材表面，利用钝化钢材的余热使无溶剂有机硅树脂涂料固化交联，在钝化钢材表面形成抗菌涂层，自然冷却后得到耐腐蚀特种钢材成品。
48.s1中钛铁内的ti元素的含量占钢水质量百分比的4.5wt％，钛铁内的ti元素对钢材起到脱氧固氮作用，提高钢材的强度、蠕变抗力、耐应力腐蚀能力和耐碱脆性能。
49.s1中离子渗氮炉内部温度为600℃，回火后通过离子渗氮炉对合金铸钢进行氮化，降低钢材的应力腐蚀敏感度。
50.s2中的搅拌罐b在搅拌过程中加入乙基纤维素，乙基纤维素起到分散剂作用，避免纤维状轻质碳酸钙和纳米钛白粉团聚。
51.s3中酸洗过程中使用的清洗液为12％的稀盐酸。
52.s3中的热镀锌温度为490℃，s3中热镀锌过程中向热镀锌设备中加入三氯化镱溶液，提高了镀层黏附能力。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。