一種輸電線路架空地線熱浸鍍鋅合金鍍層及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輸電線路架空地線合金鍍層及其制備工藝，其特點在于所述合金鍍層由按重量百分比計的下列組分制備而成：鋁3～8％、鎳0.01～3％、稀土0.02～3％，余量為鋅；通過酸性水洗處理、助鍍處理、熱浸鍍并冷卻制得的輸電線路架空地線合金鍍層可以有效提高輸電線路架空地線熱浸鍍層的防腐壽命，可以保證在不提高鍍層厚度的同時，使防腐壽命較工業(yè)熱浸鍍純鋅鍍層提高2倍以上。
【專利說明】一種輸電線路架空地線熱浸鍍鋅合金鍍層及其制備工藝 【【技術領域】】
[0001] 本發(fā)明涉及成一種熱浸鍍技術，具體講涉及一種輸電線路架空地線熱浸鍍鋅合金 鍍層及其制備工藝。 【【背景技術】】
[0002] 鋼鐵的腐蝕破壞所帶來的損失是巨大的，有資料表明，僅以我國為例每年鋼鐵腐 蝕損失約5000億人民幣，占國民生產總值的6%，由此可見，鋼鐵的腐蝕造成的材料及能源 的浪費是極大的。而輸電線路的架空地線長期暴露在大氣環(huán)境中，容易受到諸如硫化物、氮 氧化合物等工業(yè)廢氣等酸性強腐蝕氣體的腐蝕，且更換輸電線路架空地線還需停電，經濟 損失的嚴重性是不言而喻的。輸電線路目前采用的防腐措施主要為熱鍍鋅。這種辦法能有 效地提高鋼鐵的耐腐蝕性能和架空地線熱鍍鋅的耐腐蝕性能，延長輸電線路的服役年限， 減少鋼材損失，降低檢修和運營成本。
[0003] 但傳統(tǒng)熱鍍鋅法日益暴露鋅消耗量大，剩余鋅渣多等缺點，所以目前已采用鋅液 中添加合金元素的方法改進熱浸鍍工藝，在鋼材表面沉積一層合金鍍層來提高耐腐蝕性能 的同時又可降低鍍層厚度，對于提高熱浸鍍構件的防腐壽命，降低鍍液消耗，節(jié)約資源和能 耗，降低排放，具有非常好的經濟效益和社會效益。已有的合金鍍層有鋅鋁合金鍍層、鋅鎳 合金鍍層、鋅鈦合金鍍層等，這種措施雖在提高鍍層防腐壽命方面取得一定成效，但由于成 本過高，技術不仍不完善，所以沒能得到大規(guī)模推廣和應用。
[0004] 因此，需要研發(fā)一種適用于輸電線路架空地線的長效防腐、技術性和經濟性更好 的合金鍍層。 【
【發(fā)明內容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種輸電線路架空地線合 金鍍層，該合金鍍層可以有效提高電力行業(yè)輸電線路架空地線熱浸鍍層的防腐壽命，可以 保證在不提高鍍層厚度的同時，使防腐壽命較工業(yè)熱浸鍍純鋅提高2倍以上。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種輸電線路架空地線合金鍍層的制備工藝。
[0007] 本發(fā)明提供了 一種輸電線路架空地線的合金鍍層，合金鍍層包括由按質量百分比 計的下列組分制備的金屬鍍液和助鍍液制得：
[0008] 金屬鍍液包括：錯3?8%、鎳0.01?3%、稀土 0.02?3%，余量為鋅；
[0009] 助鍍液為300?350克ZnCl2、10?15克NaCl、20?25克NaF和1升水制備而 成。
[0010] 本發(fā)明提供的合金鍍層由按重量百分比計的下列組分制備而成：
[0011] 鋁5?8%、鎳0.01?1%、稀土 0.05?2%余量為鋅。
[0012] 本發(fā)明提供的合金鍍層由按重量百分比計的下列組分制備而成：
[0013] 鋁5?6%、鎳0· 02?2%、稀土 0· 2?3%，余量為鋅。
[0014] 本發(fā)明提供的合金鍍層中稀土為從鑭、鈰、釔、釓和釹中選出的任意一種或多種的 組合，選用為鑭和/或鈰時較優(yōu)。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種合金鍍層的制備工藝，包括以下步驟：
[0016] 1)酸性水洗鍍件
[0017] 用濃度為10?20 %的鹽酸鍍件洗滌5?10分鐘后水洗；
[0018] 2)助鍍處理
[0019] 于30?90°C對步驟1)處理得到的鍍件于助鍍液中助鍍10?30秒；
[0020] 3)熱浸鍍
[0021] 將本發(fā)明提供的合金鍍層組分混合，于465?475°C下熔融制備金屬鍍液，將經步 驟2)處理的鍍件于120?150°C下烘10?30s至該鍍件表面泛白后所述合金鍍液中浸鍍 20?50s后從合金液提出冷卻。
[0022] 本發(fā)明提供的制備工藝中助鍍液為320?350克ZnCl2、10?15克NaCl、20?25 克NaF和1升水制備而成。
[0023] 本發(fā)明提供的制備工藝步驟2)中助鍍溫度為80°C，助鍍時間為20s。
[0024] 本發(fā)明提供的制備工藝中熱浸鍍的容器采用陶瓷鋅鍋。
[0025] 本發(fā)明采用的各合金元素作用機理如下：
[0026] 鋅：合金鍍層的主要合金成分，在腐蝕的過程中作為腐蝕陽極，通過犧牲自身以保 護輸電線路桿塔基體金屬；鋁：微合金化元素，鋁元素在該含量范圍內可與鋅形成金屬間 化合物，形成粘附鍍層的媒介質，使鍍層的附著力增強，且在合金鍍層晶體生長過程中，可 在鍍層表面形成氧化鋁薄膜保護合金鍍層，提高整體鍍層的耐腐蝕壽命；鎂：微合金元素， 鎂元素在該含量范圍內可提高鍍層耐腐蝕性能。
[0027] 鎳：微合金元素，在Zn浴中添加 Ni能夠抑制含Si鋼的Fe/Zn反應，同時提高鋅浴 流動性及產品質量，同時合金鍍層中的鎳在潮濕空氣中表面形成致密的氧化膜，不但能阻 止合金鍍層繼續(xù)被氧化，而且能耐堿、鹽溶液的腐蝕。
[0028] 稀土（La和Ce混合稀土）：微合金元素，由于稀土具有突出的化學活性和很強的 親和力，使鋅鋁熔液粘度大為降低，提高鋅液流動性，降低鋅液潤濕角和表面張力，提高鍍 層均勻性。且鍍液中的雜質得到凈化，從而改善了對鋼基體的浸潤性。使合金鍍層形成光 亮完整的鍍層,表面耐腐蝕性、成形性大大提高和改善。
[0029] 合金的耐腐蝕能力較純鋅更強，熱浸鍍工藝簡單，現有的熱鍍鋅設備完全可實現 工業(yè)生產需求，以黃銹出現時間作為合金鍍層失效標準，在鍍層厚度相同的條件下，本發(fā)明 合金鍍層的耐腐蝕性較熱鍍純鋅鍍層提高2倍；以鹽霧試驗失重作為合金鍍層耐腐蝕考核 標準，則在鍍層厚度相同的條件下，本發(fā)明的合金鍍層的耐腐蝕性較工業(yè)熱鍍純鋅鍍層提 聞2倍。
[0030] 與現有技術相比，本發(fā)明提供的一種輸電線路架空地線合金鍍層及其制備工藝具 有以下優(yōu)點：
[0031] 1、合金鍍層可以有效提高電力行業(yè)輸電線路架空地線熱浸鍍層的防腐壽命；
[0032] 2、且可使輸電線路架空地線在復雜腐蝕環(huán)境條件下具有長效防腐壽命；
[0033] 3、可以保證在不提高鍍層厚度的同時，使防腐壽命較工業(yè)熱浸鍍純鋅提高1倍；
[0034] 4、制備工藝簡單，成本低。
[0035] 本發(fā)明涉及一種輸電線路架空地線合金鍍層及其制備工藝，其特點在于所述合金 鍍層由按重量百分比計的下列組分制備而成：鋁3?8%、鎳0. 01?3%、稀土 0. 02?3%， 余量為鋅；經酸性水洗處理、助鍍處理、熱浸鍍制得。該合金鍍層可以有效提高輸電線路架 空地線熱浸鍍層的防腐壽命，可以保證在不提高鍍層厚度的同時，使防腐壽命較工業(yè)熱浸 鍍純鋅鍍層提高2倍以上。 【【具體實施方式】】
[0036] 以下通過【具體實施方式】，對本發(fā)明提供的一種輸電線路架空地線合金鍍層及其制 備工藝做進一步更詳細的說明。
[0037] 實施例1
[0038] 本實施例的輸電線路桿塔合金鍍層，其中合金鍍層由按重量百分比的下列合金制 備而成：
[0039] 鋁5%、鎳0.03%、鑭和鈰混合稀土 0. 15%，余量為鋅。以鹽霧試驗失重作為合金 鍍層耐腐蝕考核標準，在鍍層厚度相同的條件下，按此重量百分比的合金鍍層耐腐蝕性較 工業(yè)熱浸鍍純鋅提高2. 6倍。
[0040] 本實例的輸電線路桿塔合金鍍層的制備工藝，包含以下步驟：
[0041] 1)酸洗水洗鍍件：
[0042] 采用濃度為10%的鹽酸進行鍍件熱浸鍍前的酸洗、酸洗時間為20分鐘，酸洗后進 行水洗：
[0043] 2)助鍍處理
[0044] 將步驟1)得到的鋼絲置于助鍍液中，于70°C溫度下進行助鍍，助鍍時間為45秒；
[0045] 3)熱浸鍍
[0046] 將上述按重量百分比計的組分混合，在465°C溫度下熔融，得到合金鍍液，將步驟 2)得到的鋼絲于130°C溫度下烘干40s，待試樣表面泛白后立即將鍍件放入合金鍍液中，控 制合金鍍液溫度為470°C條件下，浸鍍50s后，立即將試樣提出合金液進行自然冷卻。
[0047] 其中，步驟2)助鍍處理中助鍍液的配制：將350克ZnCl2，10克NaCl，25克NaF加 入1升水溶劑中，攪拌混合均勻。
[0048] 表1鍍液的合金成分（wt% )。
【權利要求】
1. 一種輸電線路架空地線的合金鍍層，其特征在于所述合金鍍層包括由按質量百分比 計的下列組分制備的金屬鍍液和助鍍液制得： 所述金屬鍍液包括：鋁3?8%、鎳0. 01?3%、稀土 0. 02?3%，余量為鋅； 所述助鍍液為300?350克ZnCl2、10?15克NaCl、20?25克NaF和1升水制備而 成。
2. 根據權利要求1所述的合金鍍層，其特征在于所述合金鍍層由按重量百分比計的下 列組分制備而成： 鋁5?8%、鎳0.01?1%、稀土0.05?2%，余量為鋅。
3. 根據權利要求1所述的合金鍍層，其特征在于所述合金鍍層由按重量百分比計的下 列組分制備而成： 鋁5?6%、鎳0.02?2%、稀土0.2?3%，余量為鋅。
4. 根據權利要求1或2或3所述的合金鍍層，其特征在于所述稀土為從鑭、鈰、釔、釓 和釹中選出的任意一種或多種組合。
5. 根據權利要求4所述的合金鍍層，其特征在于所述稀土為鑭和/或鈰。
6. -種根據權利要求1所述的合金鍍層的制備工藝，包括以下步驟： 1) 酸性水洗鍍件 用濃度為10?20 %的鹽酸鍍件洗滌5?10分鐘后水洗； 2) 助鍍處理 于30?90°C對步驟1)處理得到的鍍件于助鍍液中助鍍10?30秒； 3) 熱浸鍍 將權利要求1?4的任一項權利要求中的金屬層的組分混合，于465?475°C下熔融制 備金屬鍍液，將經步驟2)處理的鍍件于120?150°C下烘10?30s至該鍍件表面泛白后所 述合金鍍液中浸鍍20?50s后從合金液提出冷卻。
7. 根據權利要求5所述的制備工藝，其特征在于所述助鍍液為320?350克ZnCl2、 10?15克NaCl、20?25克NaF和1升水制備而成。
8. 根據權利要求5所述的制備工藝，其特征在于所述步驟2)中助鍍溫度為80°C，助鍍 時間為20s。
9. 根據權利要求5所述的制備工藝，其特征在于所述熱浸鍍的容器為陶瓷鋅鍋。
【文檔編號】C23C2/06GK104109828SQ201410261130
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權日:2014年6月12日
【發(fā)明者】孫亮, 陳新, 韓鈺, 馬光, 陳川, 陳云, 胡俊鵬 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院, 國網山東省電力公司, 中國電力科學研究院