一种用于重腐蚀环境的长寿命架空地线及其镀层制造技术

本发明专利技术公开了一种用于重腐蚀环境的长寿命架空地线及其镀层，该镀层是由金属镀液制备得到，该金属镀液由以下重量百分数的各组分组成：铝25％-65％、镁1％-2.5％、含鈰稀土0.2％-1.5％、钼0.1-0.2％、钒0.05％-0.1％、余量为锌。本发明专利技术针对架空地线耐腐蚀防护，提供具有高合金含量，达到锌铝镁合金镀层各项性能要求，实现架空地线表面制备高耐蚀、长寿命的防腐镀层。能广泛适用于重腐蚀环境环境(如沿海地区、酸雨地区、工业污染区等)的架空地线长寿命、免维护时间不小于15年的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁材料表面镀覆工艺
，特别涉及用于重腐蚀环境的长寿命架空地线及其镀层。
技术介绍
腐蚀是在钢铁材料和环境介质在相界面反应作用的结果，据估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30％，每年生产的钢铁约10％完全成为废物。传统架空地线镀锌防护层受到自然环境恶化和输电线路电磁环境的影响，腐蚀速率日趋加快，大大缩短了其使用周期，在重腐蚀环境环境中(如沿海地区、酸雨地区、工业污染区等)，一般5～8年后发生明显锈蚀，其使用寿命不足10年，不得不进行整体更换，大大增加了维护成本，降低了电网安全性。尤其是在强电场、雷击等电磁场环境中，电磁效应会加剧镀层的腐蚀。架空地线采用锌铝镁稀土防护镀层比纯锌防护镀层拥有更优异的耐蚀性能，成为目前研究热点。在工业化生产过程中，铝、镁、稀土与架空地线钢基体反应要求高，不仅会影响到防护层的表面质量，而且会造成防护层粘附性下降导致漏镀。因此需要研究在雷击、强电场等电磁场环境下架空地线新型的防腐蚀工艺。SamuelR.Cross.等[Computationaldesignandoptimizationofmultilayeredandfunctionallygradedcorrosioncoatings.CorrosionScience.2013,77,297-307]研究了锌铝镁合金镀层耐腐蚀影响，指出Al、Mg、稀土元素对防护层表面影响和防护镀层整体的耐蚀性能提升。S.Schürz等[ChemistryofcorrosionproductsonZn-Al-Mgalloycoatedsteel.CorrosionScience.2010,52(10),3271-3279]制备的高Al、Mg配比锌铝镁镀层，具有优异的耐蚀性能，但同样存在成分偏析导致的镀层局部耐蚀性能差现象。中国专利《一种架空地线锌铝镁稀土防腐镀层及其制备方法》、申请号为201410789435.9公开了一种架空地线锌铝镁稀土防腐镀层，该防腐镀层是由(以质量分数计)铝25％-55％、镁3％-6％、含鈰稀土0.5％-2％、余量为锌，但是出现锈点时间仅为700h，成本高，使用寿命较短，不具备在极端恶劣条件下使用的要求。中国专利《一种输电线路架空地线热浸镀锌合金镀层及其制备工艺》、申请号为201410261130.0公开了一种输电线路架空地线热浸镀锌合金镀层，该镀层采用以下质量分数的原料制成：铝3～8％、镍0.01～3％、稀土0.02～3％，余量为锌。但是耐腐蚀性和耐磨性低，并且成本较高。
技术实现思路
为了解决现有技术中架空地线在重腐蚀环境中使用寿命短、耐蚀性能差等不足与问题，本专利技术提供了一种适用于架空地线的铝、镁含量高、使用寿命长、耐重腐蚀环境腐蚀、已实现工业化试生产的架空地线及制备工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于重腐蚀环境的长寿命架空地线的镀层，该镀层是由金属镀液制备得到，该金属镀液由以下重量百分数的各组分组成：铝25％-65％、镁1％-2.5％、含鈰稀土0.2％-1.5％、钼0.1-0.2％、钒0.05％-0.1％、余量为锌。优选的，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝25～35％、镁1～1.5％、含鈰稀土0.2～0.8％、钼0.1～0.15％、钒0.05～0.08％、余量为锌。经过大量实验验证与分析，上述配比量的金属合金液使得架空地线的镀层的性能较优异。优选的，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝40～65％、镁2～2.5％、含鈰稀土0.9～1.5％、钼0.16～0.2％、钒0.085～0.1％、余量为锌。经过大量实验验证与分析，上述配比量的金属合金液使得架空地线的镀层的性能较优异。优选的，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝40％、镁2％、含鈰稀土0.8％、钼0.15％、钒0.1％、余量为锌。经过大量实验验证与分析，上述配比量的金属合金液使得架空地线的镀层的性能更加优异。优选的，上述镀层采用金属镀液与助镀剂共同制得，所述助镀剂是由以下重量百分数的各组分组成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性剂，余量为水。其中，所述表面活性剂优选为六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠的混合物，六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠的质量比为1～3:1。进一步优选的，所述助镀剂是由以下重量百分数的各组分组成：60％ZnCl2，2％CaF2，4.2％CeCl2，8.5％CaCl2，0.5％H2O2，0.2％表面活性剂(六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠按照2.5:1的重量比例混合而成)，余量为水；经过大量实验验证与分析，上述特定质量分数的助镀液使得架空地线的镀层的各项性能最好。本专利技术还提供一种涂覆上述镀层的用于重腐蚀环境的长寿命架空地线，是通过以下制备方法制得的，包括以下步骤：(1)将经脱脂、酸洗、碱洗后的架空地线钢丝，进入70～95℃的助镀剂中0.3～0.6min，干燥，得到助镀钢丝；(2)将助镀钢丝进入热浸镀合金液中，在430～470℃浸镀45～105s，干燥，干燥过程中进行惰性气体保护，即得。步骤(1)中，优选的，所述助镀剂是由以下重量百分数的各组分组成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性剂，余量为水。其中，所述表面活性剂优选为六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠的混合物，六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠的质量比为1～3:1。进一步优选的，所述助镀剂是由以下重量百分数的各组分组成：60％ZnCl2，2％CaF2，4.2％CeCl2，8.5％CaCl2，0.5％H2O2，0.2％表面活性剂(六甲基二硅氮烷和十二烷基磺酸钠按照2.5:1的重量比例混合而成)，余量为水；经过大量实验验证与分析，上述特定质量分数的助镀液使得架空地线的镀层的各项性能最好。步骤(2)中，优选的，将助镀钢丝以设定倾角浸入热浸镀合金液中，所述倾角为35°-65°，即钢丝与热浸镀合金液液面的夹角为35°-65°。步骤(2)中，所述惰性气体保护的出气量2-5L/min。步骤(2)中，所述惰性气体为Ar+CO2的混合气体。优选的，采用上述金属镀液和制备方法得到用于重腐蚀环境的长寿命架空地线镀层的厚度为50-165μm。该架空地线的镀层仅为50μm，镀层厚度较小，成本降低，但是其性能却没有降低。热浸镀时，本专利技术优选采用中国专利201410789435.9中装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重腐蚀环境的长寿命架空地线的镀层，该镀层是由金属镀液制备得到，其特征是，该金属镀液由以下重量百分数的各组分组成：铝25％～65％、镁1％～2.5％、含鈰稀土0.2％～1.5％、钼0.1～0.2％、钒0.05％～0.1％、余量为锌。

【技术特征摘要】
1.一种用于重腐蚀环境的长寿命架空地线的镀层，该镀层是由金属镀液制备得到，其
特征是，该金属镀液由以下重量百分数的各组分组成：铝25％～65％、镁1％～2.5％、含鈰稀
土0.2％～1.5％、钼0.1～0.2％、钒0.05％～0.1％、余量为锌。
2.如权利要求1所述的镀层，其特征是，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝
25～35％、镁1～1.5％、含鈰稀土0.2～0.8％、钼0.1～0.15％、钒0.05～0.08％、余量为锌。
3.如权利要求1所述的镀层，其特征是，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝
40～65％、镁2～2.5％、含鈰稀土0.9～1.5％、钼0.16～0.2％、钒0.085～0.1％、余量为锌。
4.如权利要求1所述的镀层，其特征是，所述金属合金液中各组分的重量百分为：铝
40％、镁2％、含鈰稀土0.8％、钼0.15％、钒0.1％、余量为锌。
5.如权利要求1～4中任一项所述的镀层，其特征是，所述镀层采用金属镀液与助镀剂
共同制得，所述助镀剂是由以下重量百分数的各组分组成：45～65％ZnCl2，2～8％CaF，1～5％
CeCl2，1～10％CaCl2，0.1～1％H2O2，0.1～0.3％表面活性剂，余量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，李辛庚，岳增武，傅敏，王晓明，闫风洁，曹建梅，王学刚，李文静，李晓宇，吴亚平，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37