一种耐腐蚀接地合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀接地合金及其制备方法，涉及接地金属技术领域。本发明专利技术的一种耐腐蚀接地合金的成分为Al:94％‑96％，Cu:3％‑5％，RE:0.05％‑0.1％以及不可避免的杂质元素；其制备方法，包括如下步骤：步骤1、根据接地合金各组分要求进行配料；步骤2、熔炼获得合金熔液；步骤3、在真空的室内进行浇注；步骤4、对铸件进行均匀化退火；步骤5、喷丸处理；步骤6、对铸件表面进行预氧化处理。本发明专利技术通过在合金中添加微量稀土元素，达到细化晶粒，改善材料表面各微区负电性，稳定保护膜层，增加耐腐蚀性能，利用铝合金代替纯铜，减少成本，达到相同的导电性，解决了现有的铜、锌对环境会产生重金属污染问题。

Corrosion resistant grounding alloy and preparation method thereof

The invention discloses a corrosion resistant grounding alloy and a preparation method thereof, relating to the technical field of grounding metal. The composition of the corrosion-resistant grounding alloy of the invention is Al:94%96%, Cu:3%5%, RE:0.05%0.1% and the unavoidable impurity elements; the preparation method comprises the following steps: step 1, proportioning according to the requirements of each component of the grounding alloy; step 2, obtaining the alloy melt by smelting; step 3, obtaining the alloy melt in vacuum; Indoor pouring; Step 4, uniform annealing of the casting; Step 5, shot peening; Step 6, pre-oxidation of the casting surface. By adding trace rare earth elements into the alloy, the invention fines the grain, improves the negative electricity of each micro-area on the surface of the material, stabilizes the protective coating, increases the corrosion resistance, uses aluminum alloy instead of pure copper, reduces the cost, achieves the same conductivity, and solves the problem of heavy metal pollution caused by existing copper and zinc to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀接地合金及其制备方法
本专利技术属于接地金属
，特别是涉及一种耐腐蚀接地合金及一种耐腐蚀接地合金制备方法。
技术介绍
环保型合金接地材料全寿命设计比优势突出，解决当前电网接地腐蚀问题。以其替代镀锌钢可大幅度延长接地网有效寿命周期，提高运行可靠性和能源利用率；以其替代纯铜或铜包钢可降低接地工程的材料和施工成本；对于延长接地网的使用寿命、保障电网安全、降低接地网建设和维护成本具有重要意义。光伏产业作为新能源产业，近年来发展迅猛，光伏组件接地是光伏产业中容易被忽视但十分重要的一环，主要分为强电接地和弱电接地，强电接地指防雷接地，弱电接地指工作接地及安全接地，根据安全与效益的选择目前市场上接地主要有镀锌钢、纯铜、铜包钢三种类型。镀锌钢：在土壤中不具有本质长效耐腐蚀特性，长期埋设地下，受土壤中的接地电流、杂散电流、化学与电化学等多重腐蚀作用而导致短期失效；出现严重腐蚀，接地电阻升高，不能满足接地网电气性能指标要求，电网遭受雷电或短路时易引发事故扩大。纯铜、铜包钢：纯铜或铜包钢具有较好的接地电气和耐腐蚀性能，寿命长，稳定性好，但材料价格高，施工成本大，铜材料对周边金属的阳极腐蚀问题，对环境会产生重金属污染。减少铜、锌等重金属的地下埋入量，对于未来土壤质量的保持、特别是水源地的重金属离子浓度的降低具有环保作用。申请公布号为CN104651677A公开了一种铝活塞合金，其化学组分包括：铜Cu：1.0％～1.5％，Mg：0.4％～1％，Si：11％～13％，Fe：0.6％～1％，Mn：0.3％～0.9％，Re：0.8％～1.4％，Sn：0.001％～0.005％，Pb：0.001％～0.005％，Zn：0.01％～0.15％，Cr：0.01％～0.09％，Ti：0.06％～0.18％，其余为Al和不可避免杂质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合金接地结构、接地合金及制备方法，在合金中添加微量稀土元素，达到细化晶粒，改善材料表面各微区负电性，稳定保护膜层，增加耐腐蚀性能，利用铝合金代替纯铜，减少成本，达到相同的导电性，解决了现有的铜、锌对环境会产生重金属污染问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种耐腐蚀接地合金，所述接地合金的成分为Al:94％-96％，Cu:3％-5％，RE:0.05％-0.1％以及不可避免的杂质元素。一种耐腐蚀接地合金的制备方法，包括如下步骤：步骤1、配料：根据接地合金各组分要求进行配料；原材料选用99.5％的电解铜，99.9％的纯铝板，稀土元素以中间合金的形式加入；步骤2、熔炼：将熔炼炉升温至200℃预热20-30分钟，升温至400℃投入原料Al，并恒温30分钟处理，再以20℃/min的速度将温度升至700-800℃，待原料Al处于半熔状态以40-50℃/min速度快速升温至1100℃投入原料Cu和稀土中间合金，升温至1200-1300℃并恒温熔炼以合金熔液；步骤3、铸件：在真空的室内进行浇注，浇注的同时进行气体加压，压力保持在0.5-1.0MPa，浇注完成后脱膜；步骤4、热处理：将步骤3获得的铸件进行均匀化退火；均匀化退火工艺为在600-650℃下恒温6-8小时，在300-400℃下恒温1-2小时，升温至450-500℃恒温下2-3小时，降温至300-400℃下恒温4-6小时，取出铸件并放置在冷却架上，用液氮喷或干冰喷向铸件表面进行冷却；步骤5、喷丸：将经热处理的铸件升温至230-280℃下恒温4-6小时，在降温至170-200℃下恒温2-3小时，对铸件的进行喷丸处理；步骤6、预氧化处理：将铸件放入以惰性气体为氛围的环境中，并升温至200-500℃，用20％-50％纯度的氧气吹向铸件表面进行预氧化处理。进一步地，所述步骤2熔炼在投入原料Al之前，需在真空或惰性气体保护下对纯铝板的表面进行打磨去皮处理；打磨去皮的深度为0.5-1mm，所述惰性气体选用氦气或氖气和氩气；打磨后在纯铝板的表面刷覆一层油脂以隔绝空气。进一步地，所述步骤2熔炼在投入原料Cu和稀土中间合金之前，需对溶液进行充分的脱氧、除气和除渣预处理。进一步地，所述步骤2熔炼为在真空或惰性气体保护下进行熔炼；所述惰性气体选用氦气或氖气和氩气。进一步地，所述步骤5喷丸处理过程中喷射压力为0.18MPa；锌合金弹丸的粒径为0.075mm；喷丸时间为90分钟。进一步地，所述步骤3铸件过程中，需事先清洗铸造模具并在铸造模具内刷覆一层耐高温油脂。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术在合金中添加微量稀土元素，达到细化晶粒，改善材料表面各微区负电性，稳定保护膜层，增加耐腐蚀性能，利用铝合金代替纯铜，减少成本，达到相同的导电性，解决了现有的铜、锌对环境会产生重金属污染问题。2、本专利技术通过对接地合金进行喷丸和表面预氧化处理，有效的提高了接地合金的硬度，并通过在接地合金表面形成一氧化铝保护层，提高了接地合金的耐腐蚀性能。3、本专利技术的接地合金具有高耐腐蚀性能，低成本，导电性能佳的优点。4、本专利技术的合金材料的密度是镀锌钢的1/3，搬运、施工更便捷。5、本专利技术接地合金与焊接接头材质一致，焊接材料与接地网材料的成分接近，不会产生电化学腐蚀。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式实施例1一种耐腐蚀接地合金，接地合金的成分为Al:95％，Cu:4％，RE:0.1％以及不可避免的杂质元素。一种耐腐蚀接地合金的制备方法，包括如下步骤：步骤1、配料：根据接地合金各组分要求进行配料；原材料选用99.5％的电解铜，99.9％的纯铝板，稀土元素以中间合金的形式加入；步骤2、熔炼：将熔炼炉升温至200℃预热20-30分钟，升温至400℃投入原料Al，并恒温30分钟处理，再以20℃/min的速度将温度升至700-800℃，待原料Al处于半熔状态以40-50℃/min速度快速升温至1100℃投入原料Cu和稀土中间合金，升温至1200-1300℃并恒温熔炼以合金熔液；步骤3、铸件：在真空的室内进行浇注，浇注的同时进行气体加压，压力保持在0.5-1.0MPa，浇注完成后脱膜；步骤4、热处理：将步骤3获得的铸件进行均匀化退火；均匀化退火工艺为在600-650℃下恒温6-8小时，在300-400℃下恒温1-2小时，升温至450-500℃恒温下2-3小时，降温至300-400℃下恒温4-6小时，取出铸件并放置在冷却架上，用液氮喷或干冰喷向铸件表面进行冷却；步骤5、喷丸：将经热处理的铸件升温至230-280℃下恒温4-6小时，在降温至170-200℃下恒温2-3小时，对铸件的进行喷丸处理；步骤6、预氧化处理：将铸件放入以惰性气体为氛围的环境中，并升温至200-500℃，用20％-50％纯度的氧气的气体吹向铸件表面进行预氧化处理。其中，步骤2熔炼在投入原料Al之前，需在真空或惰性气体保护下对纯铝板的表面进行打磨去皮处理；打磨去皮的深度为0.5-1mm，惰性气体选用氦气或氖气和氩气，打磨后在纯铝板的表面刷覆一层油脂以隔绝空气，防止纯铝板的表面受空气氧化产生氧化铝薄膜而影响纯铝板熔炼。其中，步骤2中升温至400℃投入原料Al，并恒温30分钟便于涂覆在铝板的表面的油脂挥发除去而不燃烧产生炭等杂质颗粒影响合金纯度。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀接地合金，其特征在于，所述接地合金的成分为Al:94％‑96％，Cu:3％‑5％，RE:0.05％‑0.1％以及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀接地合金，其特征在于，所述接地合金的成分为Al:94％-96％，Cu:3％-5％，RE:0.05％-0.1％以及不可避免的杂质元素。2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀接地合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、配料：根据接地合金各组分要求进行配料；原材料选用99.5％的电解铜，99.9％的纯铝板，稀土元素以中间合金的形式加入；步骤2、熔炼：将熔炼炉升温至200℃预热20-30分钟，升温至400℃投入原料Al，并恒温30分钟处理，再以20℃/min的速度将温度升至700-800℃，待原料Al处于半熔状态以40-50℃/min速度快速升温至1100℃投入原料Cu和稀土中间合金，升温至1200-1300℃并恒温熔炼以合金熔液；步骤3、铸件：在真空的室内进行浇注，浇注的同时进行气体加压，压力保持在0.5-1.0MPa，浇注完成后脱膜；步骤4、热处理：将步骤3获得的铸件进行均匀化退火；均匀化退火工艺为在600-650℃下恒温6-8小时，在300-400℃下恒温1-2小时，升温至450-500℃恒温下2-3小时，降温至300-400℃下恒温4-6小时，取出铸件并放置在冷却架上，用液氮喷或干冰喷向铸件...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙后庭，宋贤峰，
申请(专利权)人：安徽兴广泰新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34