1.一种用于钢铁基材的钝化复合防腐耐磨层,包括多元素渗层,还包括钝化膜层,所述钝化膜层被设置于所述多元素渗层远离钢铁基材的一侧;所述多元素渗层用渗剂组成为:锌铝合金粉12-32份、镍铬合金粉1-10份、锌粉0-5份、锌铋合金粉0-5份、铋粉0-2份、氯化铵0.3-2份、稀土催化剂粉末0.1-1份、余量为填充粉料,总份数为100份;其中,所述锌铝合金粉,锌和铝的质量比为78∶22;所述镍铬合金粉,镍和铬的质量比为40∶18;所述锌铋合金粉,锌和铋的质量比为95∶5;所述多元素渗层的平均厚度为30-150μm。
2.根据权利要求1所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,以形成所述钝化膜层的复合钝化液的总质量为100份,所述复合钝化液的原料包括硅烷偶联剂5-25份、低级饱和脂肪醇10-30份、质量百分比浓度2.5%的盐酸水溶液2-15份、8mg/ml石墨烯水溶液0.1-1份、质量百分比浓度1.7%的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水性分散液0.5-10份,和余量的水。
3.根据权利要求2所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自甲基三乙氧基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的一种或任意比例的多种。
4.根据权利要求2所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述低级饱和脂肪醇选自乙醇和正丙醇中的一种或任意比例的两种。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述复合钝化液通过如下方法制备:I.按照配比准备各原料;II.将所述硅烷偶联剂、低级饱和脂肪醇、盐酸水溶液和水混合均匀,在30-50℃下搅拌2-6小时,冷却至室温,得到硅烷偶联剂水解液;III.搅拌下,向步骤II得到的所述硅烷偶联剂水解液中加入所述石墨烯水溶液和所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水性分散液,混合均匀,即得所述复合钝化液。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述钝化膜层通过如下工艺得到:采用权利要求2至4中任一项所述复合钝化液对覆盖了所述多元素渗层的工件进行浸渍或涂覆,然后烘干,即得。
7.根据权利要求6所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,浸渍或涂覆在常温下进行,浸渍或涂覆的时间为5秒-5分钟。
8.根据权利要求6所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述烘干的温度为60℃-80℃,时间为5分钟-15分钟。
9.根据权利要求1所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述多元素渗层用渗剂的组成为:所述锌铝合金粉12-18份、所述镍铬合金粉5-10份、锌粉2-4份、所述锌铋合金粉2-4份、铋粉0.5-1.5份、氯化铵0.8-1.5份、稀土催化剂0.4-0.8份、余量为填充粉料,总份数为100份。
10.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种。
11.根据权利要求10所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述稀土催化剂为镧。
12.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂,粒度为75-500μm。
13.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述锌铋合金粉通过如下方法制备:锌和铋按质量百分比Zn:Bi=95%:5%进行配料,转移入中空感应电炉中进行熔炼,熔炼温度420-500℃,熔炼时间0.3-0.5h,充分搅匀,将合金熔炼液通过闭环绝氧离心雾化冷却,过筛去除粗颗粒,得到球型锌铋合金粉。
14.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述锌铝合金粉、镍铬合金粉、锌粉、锌铋合金粉和铋粉的粒径小于75μm。
15.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述氯化铵为无水氯化铵。
16.根据权利要求1或9所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述多元素渗层通过如下步骤制备:1)工件表面预处理:除去工件表面油污,用0.1-0.3mm直径钢丸进行抛丸处理,露出基材;2)多元素渗层用渗剂的配制:按所述多元素渗层用渗剂的配方,将各原料按配比混合均匀,待用;3)机械助渗:先将25%-35%所述多元素渗层用渗剂均匀放入渗锌炉炉胆底部,再装好步骤1)预处理好的工件,最后放入剩余所述多元素渗层用渗剂,工件和所述多元素渗层用渗剂总体积占炉胆内空间的70-80%,密封炉胆,然后将炉胆推入炉膛内进行共渗处理,1h内匀速升温至390-435℃,炉胆转速为5-7r/min且正反交替转动的工况下保温2.5-4.5h;4)冷却分离:将炉胆退出炉膛,并保持继续旋转,直至炉胆空冷至室温,停止转动,开盖取出工件,清除表面浮灰,即得到沉积在工件表面的多元素渗层。
17.根据权利要求1或2所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,还包括封闭漆层,所述封闭漆层被设置于所述钝化膜层远离钢铁基材的一侧。
18.根据权利要求17所述的钝化复合防腐耐磨层,其特征在于,所述封闭漆层采用本领域常用的封闭漆对覆盖了所述多元素渗层和钝化膜的工件进行喷涂、浸渍或涂覆,干燥后,即得。
19.权利要求1至18中任一项所述的钝化复合防腐耐磨层在钢铁基工件防腐中的应用。
20.根据权利要求19所述的应用,其特征在于,所述钢铁基工件包括但不限于交通领域混凝土桥梁用金属部件;更优选地,所述交通领域混凝土桥梁用金属部件包括铁路简支T梁人行道钢横梁、混凝土桥梁预埋件、桥梁墩台吊围栏和桥梁栏杆。
21.一种防腐耐磨的钢铁基工件,包括钢铁基工件和附着在所述钢铁基工件表面的权利要求1至18中任一项所述的钝化复合防腐耐磨层。