一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料制造技术

本发明专利技术公开一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料。采用喷射沉积法在铝合金上喷射沉积一层钛，热处理轧制后，得到内芯为铝合金，外层由钛包覆的钛包铝合金耐腐蚀接地材料，该材料内层铝合金成分组成质量百分比为：C5％～10％；Cu5％～8％；Si＜1.5％；稀土0.05％～0.1％；其余为Al。该接地材料既能保证铝合金原有的导电性能，又利用钛覆盖保护了铝合金不被腐蚀，能够应对强腐蚀性的土壤介质引起的腐蚀，极大地满足了接地材料的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料
本专利技术涉及变电站或输电杆塔的接地材料
，涉及一种提高接地网耐腐蚀性能的接地材料，尤其是一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料。
技术介绍
接地材料与大地相连能够为故障电流及雷电电流提供泄流通道，稳定电位，同时也可以起到提供零电位参考点和降低绝缘水平的作用，确保了电力系统、电气设备的安全运行以及电力系统运行人员等的人身安全，因此，被广泛应用于电力系统材料
镀锌钢作为我国接地工程中主要的接地材料，由于其耐腐蚀性能较差，在很多土壤腐蚀性强的地区，其接地网容易出现腐蚀甚至断裂，接地电阻升高，因而导致在短路故障或雷击时容易造成电气设备的损坏或危及人身安全。为防止镀锌钢接地材料因腐蚀问题引起事故，常用的一种措施是增大镀锌钢截面积，并有关规范要求接地网需要定期开挖检查，或者定期改造、重建等，这种应对措施不仅存在严重的材料浪费，而且在强腐蚀地区无法防止局部腐蚀引起的断裂，同时相关的规范既影响了发变电站的正常运行，又大大增加了工程投入，而且很多接地网建于建筑物下面，造成地网开挖、改造的巨大困难。国际上普遍采用铜接地网或铜接地装置，能够保证接地网可靠运行30年以上，基本没有接地网的腐蚀问题。然而使用铜作为接地材料也存在着很大的局限性，比如铜材料价格昂贵，使用纯铜作为接地材料成本较高，其接地网造价是镀锌钢的5～6倍，在我国难以被广泛使用，仅在一些重点工程或特殊工程中应用；由于昂贵，经常发生被偷盗事故，可能引发更大的接地事故发生；铜属于重金属，大量的使用容易对土壤环境造成严重的污染，因此，在我国标准《土壤环境质量》(GB15618)中已被限制使用(规定土壤中铜离子含量应低于400mg/kg)；还有在强酸性环境下仍存在耐蚀性较差等问题。为了克服镀锌钢和铜接地材料的各种弊端，各种包覆的双层结构接地材料应运而生。比如，中国CN201220674234.0技术专利申请公开了一种铜包钢接地线，在一定程度上提高了使用寿命。然而钢的导电性差，使用的包覆铜层量大价高，多数生产厂为了节约成本，通常包覆的铜层厚度为相关规定所规定的下限，仅为0.25mm，极易在外力或长期土壤腐蚀环境下导致局部破损，加速腐蚀现象，引起接地断裂。中国CN201120303548.5技术专利申请公开了一种不锈钢包钢耐腐蚀接地装置，其中钢芯的径向厚度为5～30mm，包覆在外层的不锈钢层厚度约0.1mm以上，这能够应对大多数土壤环境下的全面腐蚀问题，但局部腐蚀不能完全避免。在使用一定年限后经常会发生腐蚀穿孔或者在外力作用下穿孔，此时土壤将对内层钢芯将产生“小阳极大阴极”的加速腐蚀现象。由于铁的腐蚀产物非常疏松，导致基体钢芯在短期内腐蚀断裂，将发生严重事故。中国CN201020510152.3技术专利申请公开的一种锌包铜防腐蚀性接地体材料，铜芯的直径为6～30mm，包覆在铜芯外的锌层厚度在1mm以上。然而这种接地材料铜芯的耐蚀作用远大于包覆在铜芯外周的锌层，即使没有锌层的保护也不会影响到铜芯的使用寿命。上述接地材料在一定程度上对土壤的腐蚀起到了防腐蚀作用，并相应的提高了其使用寿命，然而在实际的强酸强碱性土壤环境中仍然难以满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的创新性在于提供了一种高耐土壤腐蚀性的钛包铝合金接地材料，极大地满足了接地材料使用要求和适用范围。本专利技术采用的技术方案如下：一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，其特征在于，该材料是由内层铝合金和外层钛包覆层构成的双层结构；内层铝合金组分质量百分比为：C5％～10％；Cu5％～8％；Si＜1.5％；稀土0.05％～0.1％；其余为Al。同时，内层铝合金所述稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)钇(Y)中的至少一种。该钛包铝合金耐腐蚀接地材料的截面为圆形，直径为30～50mm。制备工艺为采用喷射沉积法在铝合金上喷射沉积一层钛，热处理轧制后，得到钛包铝合金耐腐蚀接地材料，并且所述钛为纯钛或钛合金。一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料的制备方法包括以下步骤：(1)将铝合金棒去油、喷砂处理后，在温度为350～450℃进行预热2h；(2)将预热的铝合金棒材送入氩气氛沉积室，通过压力雾化头在铝合金棒表面沉积一层厚度为0.8～1.2mm钛；(3)在400～500℃下热轧，冷轧，制得钛包铝合金棒材。本专利技术专利提出一种强耐腐蚀接地材料，其特征在于，它是由内层为耐蚀铝合金和外层为钛包覆层组成的双层结构复合材料。该接地材料考虑了铝合金在自然环境下容易表面形成致密的氧化膜防止被腐蚀，同时又利用了钛具有优异的抗腐蚀性能，经过喷射沉积制备工艺后，使钛和铝合金在组织架构上紧密结合成为一体，如同皮包肉一般的联结，为该接地材料防土壤腐蚀提供了双重保护，从而极大的提高了耐土壤腐蚀性能。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下：实施例1一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，该材料是由内层铝合金和外层钛包覆层构成的双层结构；内层铝合金组分质量百分比为：C8％；Cu5％；Si＜1.5％；稀土0.05％～0.1％；其余为Al。同时，内层铝合金所述稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)钇(Y)中的至少一种。将铝合金棒去油、喷砂处理后，在温度为350～450℃进行预热2h；将预热的铝合金棒材送入氩气氛沉积室，通过压力雾化头在铝合金棒表面沉积一层厚度为0.8～1.2mm钛；在400～500℃下热轧，冷轧，制得钛包铝合金棒材。该钛包铝合金耐腐蚀接地材料的截面为圆形，直径为50mm。将制备成的钛包铝合金耐腐蚀接地棒材，与相同尺寸的纯铝、纯铜接地材料加工成D50mm×10mm的试样，埋入碱性土壤进行加速腐蚀试验。土壤温度为65.0℃，土壤含水量保持为30％时，土壤总含盐量为20％，土壤pH＝8.5～9.5。经过720小时的高温、高含水量实验室加速试验，称重计算三种材料试样的腐蚀失重。纯铜材料腐蚀失重为290.7mg，纯铝材料腐蚀失重为100.5mg，本专利技术新型铝基合金材料的腐蚀失重为60.5mg。实施例2一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，该材料是由内层铝合金和外层钛包覆层构成的双层结构；内层铝合金组分质量百分比为：C10％；Cu7％；Si＜1.5％；稀土0.05％～0.1％；其余为Al。同时，内层铝合金所述稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)钇(Y)中的至少一种。将铝合金棒去油、喷砂处理后，在温度为350～450℃进行预热2h；将预热的铝合金棒材送入氩气氛沉积室，通过压力雾化头在铝合金棒表面沉积一层厚度为0.8～1.2mm钛；在400～500℃下热轧，冷轧，制得钛包铝合金棒材。该钛包铝合金耐腐蚀接地材料的截面为圆形，直径为30mm。将制备成的钛包铝合金耐腐蚀接地棒材，与相同尺寸的纯铝、纯铜接地材料加工成D30mm×10mm的试样，埋入碱性土壤进行加速腐蚀试验。土壤温度为65.0℃，土壤含水量保持为30％时，土壤总含盐量为20％，土壤pH＝8.5～9.5。经过720小时的高温、高含水量实验室加速试验，称重计算三种材料试样的腐蚀失重。纯铜材料腐蚀失重为290.7mg，纯铝材料腐蚀失重为100.5mg，本专利技术新型铝基合金材料的腐蚀失重为68.7mg。实施例3一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，该材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，其特征在于，该材料是由内层铝合金和外层钛包覆层构成的双层结构；内层铝合金组分质量百分比为：C 5％～10％；Cu 5％～8％；Si ＜1.5％；稀土 0.05％～0.1％；其余为Al。同时，内层铝合金所述稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)钇(Y)中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种钛包铝合金耐腐蚀接地材料，其特征在于，该材料是由内层铝合金和外层钛包覆层构成的双层结构；内层铝合金组分质量百分比为：C5％～10％；Cu5％～8％；Si＜1.5％；稀土0.05％～0.1％；其余为Al。同时，内层铝合金所述稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)钇(Y)中的至少一种。2.按照权利要求1所述的钛包铝合金耐腐蚀接地材料，其特征在于，该钛包铝合金耐腐蚀接地材料的截面为圆形，直径为10～50mm。3.按照权利要求1所述的钛包铝合金耐腐蚀接地材料，其特征在于，采用喷射沉积法在铝合金上喷射沉积一层钛，热处理轧制后，得到钛包铝合金耐腐蚀接地材料。4.按照权利要求1所述的钛包铝合金耐腐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙道明，刘丹，李培春，
申请(专利权)人：深圳华淮新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44