一种铜包钢接地棒及其制造方法、防雷接地装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种铜包钢接地棒及其制造方法、防雷接地装置，制造方法包括选取铜管和钢棒，对铜管内表面、钢棒外表面分别进行清洁处理，以去除铜管内表面的油污及钢棒外表面的氧化皮；将钢棒套设在铜管里，形成铜包钢料坯；对铜包钢料坯进行加热；对加热后的铜包钢料坯进行轧制压缩并淬火；对轧制压缩后的铜包钢料坯按照设定直径进行截断；对截断后的铜包钢料坯加工外螺纹，得到所述的铜包钢接地棒。采用热轧法制造工艺来生产铜包钢接地棒，通过套管法将钢棒套入铜管中，经过轧制使得铜和钢两种金属材料实现物理性结合，制造过程环保无污染，铜和钢两种金属材料结合力更强，接地棒经淬火后强度更高，施工时接地棒不易发生弯曲，能有效节约材料成本。

【技术实现步骤摘要】
一种铜包钢接地棒及其制造方法、防雷接地装置
本专利技术涉及防雷接地设备
，特别涉及一种铜包钢接地棒的制造方法；本专利技术还涉及利用该制造方法生产的铜包钢接地棒；本专利技术还涉及具有该制造方法生产的铜包钢接地棒的防雷接地装置。
技术介绍
接地棒是一种导电性良好的细长导体，施工的时候需要锤入土地中，为避免接地棒在锤击过程中弯曲，如公开号为CN208189802U的中国专利公开的一种防雷接地棒，实际上是一种防雷接地装置，其包括钻头、若干连接器、若干铜棒（接地棒）及耐冲击螺栓，若干连接器与若干铜棒构成连接单元，若干连接器与若干铜棒交替螺纹连接，顶端铜棒与耐冲击螺栓螺纹连接，底端铜棒与钻头螺纹连接，这种防雷接地装置，实际上是分成多节，分节施工。现有技术中，通常采用电镀法和浸镀法的制造工艺来生产铜包钢接地棒，采用电镀法制造工艺来生产铜包钢接地棒，存在以下问题：1、由于成品材料存在电镀液残留问题，对环境容易造成污染；2、接地棒的硬度难以提高；3、由于采用电镀工艺，仅是在钢芯表面镀有一层薄薄的铜层（一般不超过0.02mm），铜层在钢芯表面的附着力较差，因而在防雷接地装置施工时，接地棒受到锤击进入地下过程中，钢芯表面附着的铜层容易脱落。采用浸镀法制造工艺来生产铜包钢接地棒，存在以下问题：1、生产能耗大、表面铜层不均匀，生产过程必须连续不间断；2、铜和钢的结合层容易形成合金，会造成整个材料中间层的脆性较高，容易脆断。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一目的是提供一种能够使铜和钢两种材料结合力更强、制造过程更环保的铜包钢接地棒的制造方法；本专利技术的第二目的是提供一种利用该制造方法生产的铜包钢接地棒；本专利技术的第三目的是提供一种具有利用该制造方法生产的、接地效果更理想可靠的铜包钢接地棒的防雷接地装置。为了实现上述专利技术的第一目的，本专利技术采用如下技术方案：一种铜包钢接地棒的制造方法，包括如下步骤：①选取铜管和钢棒，对铜管的内表面、钢棒的外表面分别进行清洁处理，以去除铜管内表面的油污及钢棒外表面的氧化皮；②将钢棒套设在铜管里，形成铜包钢料坯；③对铜包钢料坯进行高频加热，温度为500-950℃；④对加热后的铜包钢料坯进行轧制压缩；⑤对轧制压缩后的铜包钢料坯按照设定直径进行截断；⑥对截断后的铜包钢料坯进行淬火；⑦对淬火后的铜包钢料坯加工外螺纹，得到有效结合厚度大于0.5um的铜包钢接地棒。采用热轧法制造工艺来生产铜包钢接地棒，通过套管法将钢棒套入铜管中，经过轧制使得铜和钢两种金属材料实现物理性结合，铜和钢两种金属材料结合力更强，铜层分布更均匀，采用高频加热方式对套管后的铜包钢料坯进行加热，加热效率更高，铜包钢料坯受热更均匀，并且温度可控。通过淬火，可使得铜包钢料坯的硬度提高，接地棒在受到锤击进入地面以下时，不易发生弯曲。在施工时铜包钢接地棒不易发生脆断，且制造过程环保无污染，能有效节约材料成本。上述技术方案中，优选的，在所述的步骤③中，所述的加热是在惰性气体氛围下进行的。为了避免在加热过程中，铜包钢料坯表面产生氧化膜，增加不必要的人工或自动处理氧化膜的工时，最好选用惰性气体对加热中的铜包钢料坯进行保护。上述技术方案中，优选的，在所述的步骤①中，所述铜管的厚度为0.5-4㎜、直径为20-35㎜、长度为3-5m，所述钢棒的长度与所述铜管的长度相适应，所述钢棒的直径小于所述铜管的直径且二者的差值为2-3㎜。当然，可根据所要制造的不同规格的铜包钢接地棒对铜管和钢棒在材料、尺寸上分别进行选择，使其规格标准化。优选的，所述的铜管可选用无缝紫铜管，方便加工，便于套管，所述的钢棒可选用中碳钢或高碳钢，选用中碳钢或高碳钢是为了获得更高硬度的钢芯，使得后续的套管后的铜包钢料坯的硬度更高。进一步优选的，最好对清洁后的钢棒进行抛光处理。例如，可利用钢丝刷等工具对清洁后的钢棒进行打磨抛光，便于将钢棒套进铜管内，便于形成铜包钢料坯。上述技术方案中，优选的，在所述的步骤②中，对所述的铜包钢料坯进行拉拔处理。可利用拉丝机对铜包钢料坯进行拉拔处理，尽可能减小铜管和钢棒之间的间隙，使得钢棒与铜管结合的更加紧密，形成的铜包钢料坯质量更好。上述技术方案中，优选的，在所述的步骤④中，所述铜包钢料坯的压缩量为30-60％。可对铜包钢的轧制压缩量进行选择，以使得铜管和钢棒结合的更紧密。进一步优选的，可采用轧机对所述的铜包钢料坯进行轧制压缩，所述的轧机为二辊孔型轧机，轧制道次为2-4道次。方便生产的规格化，统一化。为了实现上述专利技术的第二目的，本专利技术采用如下技术方案：一种利用上述任一技术方案中所述的铜包钢接地棒的制造方法生产的铜包钢接地棒，包括钢芯和复合在所述钢芯外侧的铜层，所述铜包钢接地棒的相对两端部设置有外螺纹，所述的铜包钢接地棒的铜层与钢芯的有效结合层厚度＞0.5um。利用上述制造方法生产的铜包钢接地棒，与现有技术中采用浸镀法或电镀法生产的铜包钢接地棒相比，能够使得铜和钢两种金属材料结合力更强，铜层分布更加均匀，不存在铜皮脱落问题，且硬度和强度更加均匀，在施工时铜包钢接地棒也不易脆断。上述技术方案中，优选的，所述铜层的厚度大于0.254mm。进一步优选的，所述铜包钢接地棒的外表面复合有防腐层。由于铜包钢接地棒长期置于地下，容易受到侵蚀，因此，最好在铜包钢接地棒的外表面复合一层防腐层，该防腐层可选用纳米碳导电防腐层，该纳米碳导电防腐层不仅能增强铜包钢接地棒的耐蚀作用，还能够增强其导电性能。进一步优选的，可在铜包钢接地棒的外表面复合若干导电层，并在最外侧复合防腐层，所述的导电层与/或防腐层不限于金属材料，也可是非金属材料，利用浸润、喷涂、电镀、包覆等多种工艺复合而得。为了实现上述专利技术的第三目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有上述技术方案中所述的铜包钢接地棒的防雷接地装置，包括首尾依次相连的钻头、连接单元以及耐冲击螺栓，所述的连接单元包括若干个所述的铜包钢接地棒和若干个连接器，若干个所述的铜包钢接地棒与若干个所述的连接器交替螺纹连接，所述的钻头与首端所述的铜包钢接地棒螺纹连接，所述的耐冲击螺栓与尾端所述的连接器螺纹连接。利用上述制造方法生产的铜包钢接地棒，该铜包钢接地棒可与现有技术中已知的连接器、钻头以及耐冲击螺栓进行组装使用，构成完整的防雷接地装置，具有该铜包钢接地棒的防雷接地装置有着更好的接地效果。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：采用热轧法制造工艺来生产铜包钢接地棒，通过套管法将钢棒套入铜管中，经过轧制使得铜和钢两种金属材料实现物理性结合，铜和钢两种金属材料结合力更强，铜层分布更均匀，铜包钢接地棒的维氏硬度＞360，在施工时接地棒不易发生脆断，且制造过程环保无污染，能有效节约材料成本。附图说明图1是本专利技术制造接地棒的工艺流程图；图2是本专利技术接地棒的结构示意图；图3是本专利技术防雷接地装置的结构示意图；其中：100、防雷接地装置；10、钻头；20、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜包钢接地棒的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/n①选取铜管和钢棒，对铜管的内表面、钢棒的外表面分别进行清洁处理，以去除铜管内表面的油污及钢棒外表面的氧化皮；/n②将钢棒套设在铜管里，形成铜包钢料坯；/n③对铜包钢料坯进行高频加热,温度为500-950℃；/n④对加热后的铜包钢料坯进行轧制压缩；/n⑤对轧制压缩后的铜包钢料坯按照设定直径进行截断；/n⑥对截断后的铜包钢料坯进行淬火；/n⑦对淬火后的铜包钢料坯加工外螺纹，得到有效结合厚度大于0.5um的铜包钢接地棒。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜包钢接地棒的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
①选取铜管和钢棒，对铜管的内表面、钢棒的外表面分别进行清洁处理，以去除铜管内表面的油污及钢棒外表面的氧化皮；
②将钢棒套设在铜管里，形成铜包钢料坯；
③对铜包钢料坯进行高频加热,温度为500-950℃；
④对加热后的铜包钢料坯进行轧制压缩；
⑤对轧制压缩后的铜包钢料坯按照设定直径进行截断；
⑥对截断后的铜包钢料坯进行淬火；
⑦对淬火后的铜包钢料坯加工外螺纹，得到有效结合厚度大于0.5um的铜包钢接地棒。


2.根据权利要求1所述的一种铜包钢接地棒的制造方法，其特征在于：在所述的步骤③中，所述的加热是在惰性气体氛围下进行的。


3.根据权利要求1所述的一种铜包钢接地棒的制造方法，其特征在于：在所述的步骤①中，所述铜管的厚度为0.5-4㎜、直径为20-35㎜、长度为3-5m，所述钢棒的长度与所述铜管的长度相适应，所述钢棒的直径小于所述铜管的直径且二者的差值为2-3㎜。


4.根据权利要求1所述的一种铜包钢接地棒的制造方法，其特征在于：在所述的步骤②中，对所述的铜包钢料坯进行拉拔处理。
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【专利技术属性】
技术研发人员：成羽，国卿，
申请(专利权)人：广德克莱德新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34