【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸铁材料改性，涉及一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法。
技术介绍
1、接地网是电力系统的重要组成部分，埋设于土壤中，释放入地电流，平衡电站电压。接地极的正常服役是确保电网安全运行和可靠供电的重要保障，对人类生产生活至关重要。接地极常年深埋于地下，受到土壤环境和杂散电流的影响，运行条件苛刻，腐蚀严重甚至穿孔断裂，影响人身安全，造成经济损失，成为电力行业一大难题。常见的接地材料有铜、碳钢和镀锌钢以及其他金属包覆材料，铜耐蚀性好但价格高昂，对土壤污染严重；碳钢导电性好，但腐蚀严重；镀锌钢有锌镀层牺牲阳极保护阴极，一旦锌层破裂腐蚀极其严重，也不是理想接地材料。因此研究一种成本低廉、耐土壤腐蚀、土壤/接地材料界面导电性良好的新型接地材料对电力系统接地极的服役和选型具有重大意义。
2、铸铁生产和应用具有悠久的历史，是目前使用量仅次于钢材的金属材料。铸铁熔炼简单、成本低廉，具有良好的铸造性能和机械性能等优点。科研工作者尝试在普通铸铁中添加各类合金元素(如si、cr、ni、al、mo等)，出现了一系列如高硅铸铁、铬铸铁、镍铸铁、铝铸铁等耐蚀铸铁。对铸铁材料组成结构进行一定的调控，但熔炼过程复杂，耗材多，成品率低。研究一种对低合金铸铁进行成本低、污染小的改性方法可有效提升铸铁的耐蚀性，具有重大意义。铸铁腐蚀后的腐蚀产物体积为其被腐蚀基体的3-5倍，严重影响土壤/接地材料界面导电性，因此，在兼顾耐蚀性的同时也要考虑腐蚀产物导电性。
技术实现思路
1、本专利技
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的技术方案之一提供了一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，先取铸铁试样进行打磨、抛光，清洗，干燥，对其表面涂覆改性树脂、固化，再置于管式炉中，在惰性气体保护下，加热进行渗碳处理，随后炉冷至室温即完成。
4、进一步的，所述铸铁试样为铸铁合金。
5、更进一步的，所述铸铁合金中包含3.75wt％c、1.83wt％si、0.022wt％s、0.032wt％p、0.72wt％mn、0.05wt％cr、0.1wt ti、0.2wt％re，其余为fe。
6、进一步的，所述改性树脂为环氧树脂。
7、进一步的，所述铸铁试样表面环氧树脂涂覆量为0.5～1g/cm2。
8、进一步的，所述惰性气体为氮气。
9、进一步的，所述渗碳处理的温度为750～900℃，保温时间为0～60min。
10、进一步的，所述渗碳处理过程中的升温速率为4-6℃/min。
11、本专利技术的技术方案之二提供了一种接地材料，其采用铸铁材料基于如上任一所述的方法改性得到。
12、以环氧树脂作为改性树脂为例，本专利技术在渗碳条件下，环氧树脂碳化解离出碳原子，在树脂与铸铁表面碳浓度差下扩散至铸铁表面，大量活性碳原子积聚在铸铁表面。当表面活性碳原子的浓度达到一定值时，活性碳原子开始扩散到铸铁基体中与基体反应，在铸铁表面形成过渡态碳化物(3fe+c→fe3c)。过渡态碳化物不稳定，一方面继续吸收游离碳原子直至在给定的渗碳温度下达到碳在铸铁中的最大溶解度；另一方面在高温下过渡态碳化物分解为碳和铁原子(fe3c→3fe+c)。过渡态渗碳层与基体内部产生碳浓度差，为碳在铸铁基体中扩散提供动力，金属表面的碳逐渐扩散至基体金属中，界面处出现细小石墨。二者循环往复，直至在金属表面形成稳定渗碳层。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
14、(1)通过改性在铸铁表面形成了一层耐蚀性好的渗碳层，并使得铸铁表面的石墨细化，使铸铁在保证耐蚀性的同时进而改善了土壤/接地材料界面导电性。
15、(2)该改性方法生产成本低廉，延长了接地材料的使用寿命，提高了接地极的服役性能，符合接地材料功能需求。
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1.一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，先取铸铁试样进行打磨、抛光，清洗，干燥，对其表面涂覆改性树脂、固化，再置于管式炉中，在惰性气体保护下，加热进行渗碳处理，随后炉冷至室温，即完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述铸铁试样为铸铁合金。
3.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述铸铁合金中包含3.75wt％C、1.83wt％Si、0.022wt％S、0.032wt％P、0.72wt％Mn、0.05wt％Cr、0.1wt Ti、0.2wt％Re，其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述改性树脂为环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述铸铁试样表面的环氧树脂涂覆量为0.5～1g/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性
7.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述渗碳处理的温度为750～900℃，保温时间为0～60min。
8.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述渗碳处理过程中的升温速率为4-6℃/min。
9.一种接地材料，其特征在于，其采用铸铁材料基于如权利要求1-8任一所述的方法改性得到。
10.如权利要求9所述的接地材料在制备接地极中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，先取铸铁试样进行打磨、抛光，清洗，干燥，对其表面涂覆改性树脂、固化，再置于管式炉中，在惰性气体保护下，加热进行渗碳处理，随后炉冷至室温，即完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述铸铁试样为铸铁合金。
3.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述铸铁合金中包含3.75wt％c、1.83wt％si、0.022wt％s、0.032wt％p、0.72wt％mn、0.05wt％cr、0.1wt ti、0.2wt％re，其余为fe。
4.根据权利要求1所述的一种基于接地材料功能需求提高铸铁耐蚀性与导电性的方法，其特征在于，所述改性树脂为环氧树脂。
...【专利技术属性】
技术研发人员：张俊喜，陆添爱，蒋文昊，吴伟，任平，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：
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