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高速列车车轴防护涂料的研究,通过对高速列车车轴使用的环境分析,提出了车轴防护涂料应具有的性能,对目前使用的国外涂料进行了试验,研究结果对涂料的国产化会有所帮助

2019-10-02    阅读量:31078    新闻来源:互联网     |  投稿


 

0 引言

车辆在使用过程中,车轴上难免会黏附一些污物如泥土、灰尘、废油等,其中可能含有腐蚀介质,所以要求涂层应有良好的抗腐蚀性,包括耐盐雾性和耐化学介质的浸泡性等,保持涂层的完整,阻止有害介质的侵入。


车辆在行驶过程中,轨道上的道砟、石子等异物可能会以高速冲击到车轴,要求防护用涂料涂层有好的抗冲击和喷砂性能,使涂层完整,不被破坏脱落。通过对车轴所使用环境的分析,认为涂料的附着力、抗冲击和喷砂性、抗腐蚀性等是关键指标中国机械网okmao.com


目前高速列车车轴防护涂装分为2 个级别,分别为1 级和2 级,1 级是针对300 km/h 以上的高速列车,2 级是针对250 km/h 以上的快速列车。1 级防护涂层的厚度在4.5 ~ 4.8 mm,涂装2 道,第一道是增加附着力的底漆,厚度一般是几十μm,其余是面漆;2 级防护涂层的厚度在500 μm 以内,涂装2 道,第一道是增加附着力的底漆,厚度一般为几十μm,其余是面漆;本研究是对目前使用的某进口涂料进行的性能试验研究。

 

1 试样制备

1)用刷涂的方法制备漆膜;2)底漆表干后,在40 ~42℃条件下干燥2 h;3)试样自然冷却后,再刷涂面漆,待表干后,在40 ~ 42 ℃条件下干燥2 h。

 

2 性能试验

2.1 附着力

附着力测试分别采用拉开法和划格法。

2.1.1 拉开法附着力

图1 是涂刷底漆试柱,图2 是涂刷底漆和面漆的试柱。

高速列车车轴防护涂料的研究,通过对高速列车车轴使用的环境分析,提出了车轴防护涂料应具有的性能,对目前使用的国外涂料进行了试验,研究结果对涂料的国产化会有所帮助 中国机械网,okmao.com

底漆试柱, 底漆+ 面漆试柱

试验结果见表1。

涂料拉开法附着力测试结果及破坏性质

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涂层自然干燥7 d 后用环氧树脂胶黏结,固化3 d 后按GB/T 5210—2006 测附着力。图3 是测试中的试柱,图4 是试验后涂层断开形态。

测试中的试柱, 试验后涂层断开形态

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从图4 可以看出,面漆与底漆间附着力是该体系的薄弱位置;表1 显示整个体系的附着力大于3 MPa,表明该体系具有较好的附着性能。

2.1.2 划格法附着力

涂层实干7 d 后,按GB/T 9286—1998 做划格法附着力测试,相邻切口间距为1 mm,胶带连接强度为10 N/25 mm。测试后的状态如图5 ~ 6 所示。

底漆附着力测试, 底漆+面漆附着力测试

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测试结果评级为0 级,显示该体系附着力良好。

2.2 抗喷砂(冲击)性能[1]

2.2.1 试验装置及试验方法

试验用一段长为5 m,内径为76 mm 的直管。直管垂直放置,顶端为一个漏斗,漏斗下面为阀门,如图7 所示。

喷砂试验装置

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落砂用1 kg 的HM6 钢螺母,测试时将直管底部阀门打开,使螺母撞击试件表面涂层,用于模拟砂粒撞击。试验结束后统计涂层剥落、破坏情况。



2.2.2 试验结果

分别对3 种不同厚度的涂层试样进行了喷砂测试,样板描述见表2。

涂料样板

图8 ~ 11 分别为试验前后的表面状态。

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试验前后的表面状态

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从试验结果看出,面漆厚度较小时,抗喷砂性能很差,几乎全部剥落,剥落是发生在底漆和面漆之间,通过该试验也验证了拉开法附着力试验的测试结果。通过这2 个试验,认为附着力采用拉开法测试比较合适。比较图9 和图11,增加涂层的厚度可以提高其抗喷砂性能。


2.3 耐盐雾性能

通过人造盐雾加速腐蚀试验测量涂层对车轴的防护性能,采用GB/T 10125—1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》标准方法进行。试件:a. 做过抗喷砂试验的试样,b. 涂层划“×”的样板。

图12 是盐雾试验过程中的照片。试验后状态如图13 ~ 16 所示。

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盐雾试验图,盐雾试验后状态

盐雾试验图

试验结果:盐雾试验进行48 h,实际试验24 h,涂层的划痕处就已出现红锈,说明底漆没有防锈效果。通过对抗喷砂样板的耐盐雾试验性能测试,可以看出圆弧样板涂层的锈蚀状态(图15)明显较平板样板涂层的锈蚀状态(图14)严重,并且圆弧样板涂层出现面漆和底漆间剥落现象,一方面验证了面漆和底漆间的附着力较差,另一方面也表明平板样板与圆弧样板在进行抗喷砂试验时,对涂层的破坏有差异,而圆弧状样板外观形状更接近车轴,所以在进行该项性能测试时采用圆弧状样板较好,更接近实际。

2.4 柔韧性能

为提高涂层的抗撞击能力,涂层应具有一定的柔韧性能,分别对解剖涂料的底漆和面漆制备自由膜,然后测试最大拉伸强度、断裂伸长率和低温弯折性,图17 是低温弯折性试验测试。

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低温弯折性试验测试

通过涂层自由膜的制备,发现该涂料的底漆没有柔韧性,面漆有柔韧性,测试结果见表3。

面漆柔韧性

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3 结语

1)底漆不具有防锈性能;2)底漆与面漆之间的附着力达到3 MPa 以上,具有较高的附着力;3)面漆具有一定的柔韧性;4)涂装厚度达到一定值(如200 μm)后才具有足够的抗喷砂性能。


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