增强输电铁塔用材铁基复合涂层、制备方法及材料技术

本发明专利技术揭示一种增强输电铁塔用材铁基复合涂层、制备方法及材料，复合涂层包括碳化钨粉末25wt.％～35wt.％及Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％。制备方法包括将碳化钨粉末及铁基合金粉末混合；对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末研磨；对研磨后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末干燥，干燥后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末作为等离子堆焊原始粉末；对基体表面进行预处理；通过同步送粉等离子堆焊工艺，在预处理后的基体表面形成复合涂层。本发明专利技术在Q235基体上制备碳化钨增强铁基复合涂层，相较于普通Q235电化学腐蚀中，显示碳化钨增强铁基复合涂层具有明显的耐腐蚀性能和力学性能。

Iron based composite coating, preparation method and material for reinforced transmission tower

【技术实现步骤摘要】
增强输电铁塔用材铁基复合涂层、制备方法及材料
本专利技术涉及输电线路铁塔用材
，具体地，涉及一种增强输电铁塔用材铁基复合涂层、制备方法及材料。
技术介绍
长期以来，我国输电线路铁塔用材主要以Q235和Q345热轧角钢为主，与国际先进国家相比，我国输电铁塔所用钢材的材质单一、强度值偏低、材质的可选择余地小。随着我国电力需求的不断增长，同时由于我国土地资源紧缺以及环保要求提高，线路路径选取、沿线房屋等设施的拆迁问题也日趋严重，大容量、高电压等级输电线路得到了迅速发展，出现了同塔多回路线路以及更高电压等级的交流750kV、1000kV及直流±800kV输电线路。所有这些使得铁塔趋于大型化，杆塔设计荷载也越来越大，且使用环境的复杂化对杆塔耐腐蚀性能要求越来越高，常用热轧角钢在力学性能及耐腐蚀性能上都难以满足大荷载杆塔的使用要求。常见大荷载杆塔使用组合截面角钢，但组合截面角钢风载体型系数较大，杆件数量及规格多，节点构造复杂，连接板、构造板用量多，安装复杂，大大增加了工程建设投资。钢管塔存在构造复杂、焊缝质量不易控制、加工生产效率低、管材价格及加工成本高、塔厂加工设备投入大等缺点。多年的铁塔设计工作，使铁塔的型式已经趋于完善化，要进一步节省造价，只能从材质上入手，设法获得力学性能及耐腐蚀性能更加优异的输电铁塔用材，以满足我国大荷载杆塔的使用要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种增强输电铁塔用材铁基复合涂层、制备方法及材料。根据本专利技术的第一方面，本专利技术公开的一种增强输电铁塔用材铁基复合涂层，包括：按重量百分比计，碳化钨粉末25wt.％～35wt.％以及Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％。根据本专利技术的一实施方式，所述碳化钨粉末30wt.％，所述Fe55铁基合金粉末70wt.％。根据本专利技术的第二方面，本专利技术公开的一种增强输电铁塔用材的铁基复合涂层制备方法，包括：将碳化钨粉末及铁基合金粉末按重量百分比进行混合，其中碳化钨粉末25wt.％～35wt.％，Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％；对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行研磨；对研磨后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行干燥，干燥后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末作为等离子堆焊原始粉末；对基体表面进行预处理；通过同步送粉等离子堆焊工艺，在预处理后的基体表面合成复合涂层。根据本专利技术的一实施方式，对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末研磨30分钟以上。根据本专利技术的一实施方式，对基体表面进行预处理包括：对基体表面喷砂处理；对喷砂处理后的基体表面采用工业酒精清洗；将清洗后的基体放入电热鼓风干燥机中进行干燥。根据本专利技术的一实施方式，对研磨后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行干燥时，干燥温度为60℃，干燥时间为1.5小时以上。根据本专利技术的一实施方式，将混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末置于GMS罐磨机中，对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行研磨。根据本专利技术的一实施方式，采用同步送粉等离子堆焊工艺在基体表面合成涂层时，主弧电流为130A-140A。根据本专利技术的一实施方式，采用同步送粉等离子堆焊工艺在基体表面合成复合涂层时，等离子焊枪的移动速度为100mm/s，离焦量为H＝50mm，矩形光斑的尺寸W＝D×π＝15.7mm2。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种增强输电铁塔用材的铁基复合材料，包括基体，基体表面合成有铁基复合涂层。本专利技术在Q235基体上制备碳化钨增强铁基复合涂层，相较于普通Q235电化学腐蚀中，具有复合涂层的Q235基体腐蚀电阻为550Ω，普通Q235腐蚀电阻为300Ω，数据显示碳化钨增强铁基复合涂层具有明显的耐腐蚀性能和力学性能。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为实施例中增强输电铁塔用材铁基复合涂层的制备流程示意图；图2为实施例中25wt.％的碳化钨粉末及75wt.％的Fe55铁基合金粉末，等离子主弧电流为130A及140A时在Q235基体表面制得的铁基复合涂层的金相组织示意图；图3为实施例中30wt.％的碳化钨粉末及70wt.％的Fe55铁基合金粉末，等离子主弧电流为130A及140A时在Q235基体表面制得的铁基复合涂层的金相组织示意图；图4为实施例中35wt.％的碳化钨粉末(WC)及65wt.％的Fe55铁基合金粉末，等离子主弧电流为130A及140A时在Q235基体表面制得的铁基复合涂层的金相组织示意图；图5为实施例中不同配比主弧电流为130A时制得的铁基复合材料，利用电化学工作站所测得的动电位极化曲线图；图6为实施例中不同配比主弧电流为140A时制得的铁基复合材料，利用电化学工作站所测得的动电位极化曲线图；图7为实施例中等离子主弧电流为130A时的复合材料的EIS图谱Nyquist图示意图；图8为实施例中等离子主弧电流为140A时的复合材料的EIS图谱Nyquist图示意图。具体实施方式以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。常用的改性材料粉末有很多，比如铁基合金粉末、镍基合金粉末、钴基合金粉末及钛基合金粉末等等。铁基合金粉末是最常用的等离子堆焊材料之一，它的硬度，耐腐蚀性能优异，通常在铁基合金粉末中添加适量的微量元素以制备特殊性能的合金材料。碳化钨化学式为WC，熔点为2570℃，沸点为6000℃，相对密度为15.77g，呈深灰色粉末，是生产硬质合金、金刚石工具、钻头、各种硬质合金刀具的主要原料，碳化钨的硬度是高温下最硬的二元碳化物，与金刚石相近，本专利技术采用Fe55铁基合金粉末及碳化钨粉末在基体表面合成复合涂层，获得的碳化钨粉末增强铁基复合材料具有优异的抗摩擦磨损、耐腐蚀性能及力学性能。实施例一增强输电铁塔用材铁基复合涂层包括：25wt.％的碳化钨粉末及75wt.％的Fe55铁基合金粉末，其中碳化钨粉末为球磨粉末。实施例二增强输电铁塔用材铁基复合涂层包括：30wt.％的碳化钨粉末及70wt.％的Fe55铁基合金粉末，其中碳化钨粉末为球磨粉末。实施例三增强输电铁塔用材铁基复合涂层包括：35wt.％的碳化钨粉末及65wt.％的Fe55铁基合金粉末，其中碳化钨粉末为球磨粉末。实施例四请参考图1所示，其为本实施例中增强输电铁塔用材铁基复合涂层的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强输电铁塔用材的铁基复合涂层，其特征在于，包括：/n按重量百分比计，碳化钨粉末25wt.％～35wt.％以及Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强输电铁塔用材的铁基复合涂层，其特征在于，包括：
按重量百分比计，碳化钨粉末25wt.％～35wt.％以及Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％。


2.根据权利要求1所述的铁基复合涂层，其特征在于，所述碳化钨粉末30wt.％，所述Fe55铁基合金粉末70wt.％。


3.一种增强输电铁塔用材的铁基复合涂层制备方法，其特征在于，包括：
将碳化钨粉末及铁基合金粉末按重量百分比进行混合，其中碳化钨粉末25wt.％～35wt.％，Fe55铁基合金粉末65wt.％～75wt.％；
对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行研磨；
对研磨后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末进行干燥，干燥后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末作为等离子堆焊原始粉末；
对基体表面进行预处理；
通过同步送粉等离子堆焊工艺，在预处理后的基体表面合成复合涂层。


4.根据权利要求3所述的铁基复合涂层制备方法，其特征在于，对混合后的碳化钨粉末及Fe55铁基合金粉末研磨30分钟以上。


5.根据权利要求3所述的铁基复合涂层制备方法，其特征在于，对基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡玮辰，周经中，宁淼福，陈祖胜，孙阔腾，何学敏，黄松强，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局，
类型：发明
国别省市：广西;45