一种输电线路紧固件合金镀层及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种输电线路紧固件合金镀层及其制备工艺，其特征在于所述合金镀层由按重量百分比计的下列组分制备而成：铝０．０４５－３％、镁０．０３－３％、稀土０．０３－３％、铜０．０１－２％，余量为锌；制备工艺，包括以下步骤：１）酸洗水洗镀件采用浓度为１０－２０％的盐酸进行镀件热进度前的酸洗、酸洗时间５－３０分钟，酸洗后进行水洗；２）助镀处理：将步骤１）得到的镀件置于助镀液中，于５０－１２０℃温度下进行助镀，助镀时间为２０－１２０ｓ；３）热浸镀。该合金镀层可以有效提高电力行业输电铁塔中紧固件的热浸镀层的防腐寿命，且可使输电铁塔受力部件的紧固件在复杂腐蚀环境条件下具有长效防腐寿命，可以保证在不提高镀层厚度的同时，使防腐寿命较工业热浸镀纯锌提高３倍以上。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路紧固件合金镀层及其制备工艺本专利技术涉及电力行业输电线路紧固件金属材料的热浸镀技术，具体地讲，涉及应 用于电力行业的输电线路杆塔上连接结构件之间的紧固件热浸镀防腐。钢铁的腐蚀破坏所带来的损失是巨大的，在美国每年因钢铁的腐蚀损坏及修复就 需花费300亿美元以上，且有资料表明，中国每年钢铁腐蚀损失约5000亿元，占国民生产总 值的6%，由此可见钢铁的腐蚀造成了材料及能源的极大浪费，而热浸镀锌能够有效地提高 钢铁的耐腐蚀性能，从而可使钢铁因被腐蚀带来的损失降低20 30%。连接输电铁塔受力部件的紧固件主要是螺栓，其防腐技术在国标和工业生产中规 定主要为热镀锌，受力部件的紧固件的使用寿命会直接影响整个输电铁塔的服役年限，而 紧固件往往由于腐蚀而失效，因此，连接输电铁塔受力部件的紧固件的长效防腐技术水平 的提高，可有效的延长输电铁塔服役年限，减少钢材损失，提高输电线路的投入产出比。随着热镀锌防腐技术的发展，传统热镀锌法因其耗锌量大、剩余锌渣多等缺点已 无法满足工业生产要求。现多在锌液中添加合金成分以改进热镀工艺方法。热镀过程中在 紧固件表面沉积一层合金镀层，提高合金镀层的耐腐蚀性能的同时降低镀层厚度，对于提 高热浸镀构件的防腐蚀寿命，节约镀液的消耗，节约资源和能源，降低排放，具有非常好的 经济效益和社会效益。目前，热镀锌产品因其应用领域广泛，合金镀层成分的开发研究在世 界范围内发展迅速。已出现的合金镀层有铝锌合金镀层，锌镍合金镀层，锌钛合金镀层等， 虽在提高镀层寿命方面取得一定成效，但由于成本过高，技术不成熟等缺点都没有得到大 规模的推广和应用。目前，随着世界范围内工业的迅速发展，大量工业废气的排放使大气中的硫化物、 氮氧化物等强腐蚀性气体含量大大增加，在酸性气体环境下输电铁塔的紧固件腐蚀迅速， 而形成的酸雨更是加快了腐蚀速度，尤其在沿海地区的海洋环境腐蚀严重，输电线路每两 年要进行一次防腐处理，不仅成本高，而且还需停电处理，使经济损失严重。因此，开发和研 制适合于输电线路铁塔紧固件长效防腐、技术性和经济性较好的合金镀层，对提高输电铁 塔紧固件的防腐寿命，降低输电线路的防腐及运行成本具有十分重要的意义。目前，用于输电铁塔紧固件的热浸镀用含多种合金元素的合金镀液和合金镀层， 连接输电铁塔受力部件的紧固件在复杂腐蚀环境下采用该合金镀液热浸镀与得到该合金 镀层在国内外文献中未见报道。本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供的一种输电线路紧固件合 金镀层，该合金镀层可以有效提高电力行业输电铁塔中紧固件的热浸镀层的防腐寿命，且 可使输电铁塔受力部件的紧固件在复杂腐蚀环境条件下具有长效防腐寿命，可以保证在不 提高镀层厚度的同时，使防腐寿命较工业热浸镀纯锌提高3倍以上。本专利技术的另一个目的在于，提供一种输电线路紧固件合金镀层制备工艺。本专利技术提供的一种输电线路紧固件合金镀层，其改进之处所述合金镀层由按重量 百分比计的下列组分制备而成铝0. 045-3%、镁 0. 03-3%、稀土 0. 03-3%、铜 0. 01-2%，余量为锌。本专利技术提供的第一优选的输电线路紧固件合金镀层，所述合金镀层由按重量百分 比计的下列组分制备而成铝0. 1-2. 5%、镁 0. 12-2%、稀土 0. 1_2%、铜 0. 1-1. 5%，余量为锌。本专利技术提供的第二优选的输电线路紧固件合金镀层，所述合金镀层由按重量百分 比计的下列组分制备而成铝1-2%、镁 0. 5-1. 5%、稀土 0. 8-1. 5%、铜0· 15-1 %，余量为锌。本专利技术提供的第三优选的输电线路紧固件合金镀层，所述稀土为镧和铈混合稀土。本专利技术提供的一种输电线路紧固件合金镀层的制备工艺，包括以下步骤1)酸洗水洗镀件采用浓度为10-20%的盐酸进行镀件热进度前的酸洗、酸洗时间5-30分钟，酸洗 后进行水洗；2)助镀处理将步骤1)得到的镀件置于助镀液中，于50-120°C温度下进行助镀，助镀时间为 20-120s ；3)热浸镀将上述按重量百分计的组分混合，于460-550°C条件下熔融，得到合金镀液，将步 骤2)得到的镀件于120-180°C温度下烘干20-60S，待试样表面泛白后立即将镀件放至合金 镀液中，控制合金镀液温度为460-550°C条件下，浸镀10-30s后，立即将试样提出合金镀液 进行自然冷却。本专利技术提供的第一优选的输电线路紧固件合金镀层的制备工艺，所述步骤2)助 镀处理中助镀液的配制将200-400克ZnCl2,10-30克NaCl，10-30克NaF，加入1升水溶剂 中，搅拌混合均勻。本专利技术提供的第二优选的输电线路紧固件合金镀层的制备工艺，所述步骤2)助 镀处理中助镀液的温度为80°C，助镀时间为60s。锌合金镀层的主要合金成分，在腐蚀的过程中作为腐蚀阳极，通过牺牲自身以保 护紧固件基体金属；铝微合金化元素，铝在该含量范围可与锌形成金属间化合物，形成粘 附镀层的媒介质，使镀层的附着力加强。且在合金镀层晶体生长过程中，可在镀层表面形成 氧化铝薄膜保护合金镀层，提高整体镀层的耐腐蚀寿命；镁微合金化元素，镁元素在该含 量范围内可提高镀层耐腐蚀性能。稀土(La与Ce混合稀土)微合金化元素，由于稀土具有突出的化学活性和很强 的亲和力，使锌铝熔融镀液粘度大为降低，提高锌液流动性，降低锌液润湿角和表面张力， 使镀层均勻。且镀液中的杂质得到净化，从而改善了对钢基的浸润性。使合金镀层形成光 亮完整的镀层，表面耐蚀性、成型性大大提高和改善。铜微合金化元素，可使镀层中间的合金层厚度减小，改善镀层耐大气腐蚀性能。合金的耐腐蚀能力较纯金属更强，热浸镀工艺简单，现有的热镀锌装备完全可实 现工业生产需要，以黄锈出现时间作为合金镀层失效标准，在镀层相同的条件下，本专利技术的 合金镀层螺栓的耐腐蚀性较工业热镀纯锌螺栓提高8倍；以盐雾腐蚀失重作为合金镀层耐 蚀性考核标准，则在镀层相同厚度的条件下，本专利技术的合金镀层螺栓的耐腐蚀性较工业热 镀纯锌螺栓提高5 8倍。而在保证与工业螺栓镀层相同腐蚀寿命的情况下，本专利技术的合 金镀层厚度可降低到30 μ m左右。与现有技术相比，本专利技术提供的一种输电线路紧固件合金镀层及其制备工艺具有 以下优点1、合金镀层可以有效提高电力行业输电铁塔中紧固件的热浸镀层的防腐寿命；2、且可使输电铁塔受力部件的紧固件在复杂腐蚀环境条件下具有长效防腐寿 命；3、可以保证在不提高镀层厚度的同时，使防腐寿命较工业热浸镀纯锌提高3倍以 上；4、制备工艺简单，成本低；5、在镀层相同的条件下，制备的合金镀层螺栓的耐腐蚀性较工业热镀纯锌螺栓提 高8倍；6、制备的合金镀层螺栓的耐腐蚀性较工业热镀纯锌螺栓提高5 8倍。 [具体实施方式]以下通过具体实施方式，对本专利技术提供的一种输电线路紧固件合金镀层及其制备 工艺做进一步更详细的说明。[实施例1]本实施例的输电线路紧固件合金镀层，其中合金镀层由按重量百分比计的下列组 分制备而成铝0. 045%、镁0. 03%、镧和铈混合稀土 0. 03%、铜0. 01 %，余量为锌。本实施例的输电线路紧固件合金镀层的制备工艺，包括以下步骤1)酸洗水洗镀件采用浓度为10%的盐酸进行镀件热进度前的酸洗、酸洗时间5分钟，酸洗后进行 水洗；2)助镀处理将步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路紧固件合金镀层，其特征在于所述合金镀层由按重量百分比计的下列组分制备而成：　　铝０．０４５－３％、镁０．０３－３％、稀土０．０３－３％、铜０．０１－２％，余量为锌。

【技术特征摘要】
一种输电线路紧固件合金镀层，其特征在于所述合金镀层由按重量百分比计的下列组分制备而成铝0.045 3％、镁0.03 3％、稀土0.03 3％、铜0.01 2％，余量为锌。2.根据权利要求1所述的合金镀层，其特征在于所述合金镀层由按重量百分比计的下 列组分制备而成铝 0. 1-2. 5%、镁 0. 12-2%、稀土 0. 1-2%、铜 0. 1-1. 5%，余量为锌。3.根据权利要求1所述的合金镀层，其特征在于所述合金镀层由按重量百分比计的下 列组分制备而成铝 1-2%、镁 0. 5-1.5%、稀土 0. 8-1.5%、铜0· 15_1%，余量为锌。4.根据权利要求1或2或3所述的合金镀层，其特征在于所述稀土为镧和铈混合稀土。5.一种根据权利要求1所述的合金镀层的制备工艺，包括以下步骤1)酸洗水洗镀件采用浓度为10-20%的盐酸进行镀件热进度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马光，杨富尧，韩钰，聂京凯，陈新，祝志祥，李现兵，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]