输电线路钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种输电线路钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法，所述钢构件中碳的重量百分比为0.30～0.42wt％，硅的重量百分比为0.15～0.35wt％；所述热浸镀锌镀层通过在含0.10～0.25wt％的Al的锌浴中热浸镀锌形成。本发明通过严格控制钢构件中硅的含量，并添加适量的Mg，控制内部氧化物和钢构件表面的形态，使得即使在碳含量较高的条件下，仍然可以制备润湿性好、粘附性高并且耐蚀性优异的热镀锌镀层。
【专利说明】
输电线路钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及输电线路钢构件的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种输电线路 钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 输电杆塔是将电力从发电厂或发电站输送到变电站，再从各级变电站输送到用户 的专用设施。为了减少电能在长距离输送过程中的电能损失，通常要先将发电厂或发电站 的电能升压到高压或超高压状态。目前我国输配电等级已达750kv，1000kv超高压输配电 技术也已试验成功。随着输配电等级的提高，输电杆塔变得越来越高、越来越大，对其使用 寿命的要求也越来越长。钢构件作为电线路杆塔的通用基础结构件，其工作性能的可靠性 直接影响到电网运行的安全与稳定。为此现有技术中，通常对所述钢构件进行热镀锌处理。 但是由于中碳钢或高碳钢制成的钢构件进行热浸镀锌处理时，锌浴与钢构件表面的润湿性 较差，形成的镀层与钢构件的粘附性也较差，在潮湿或者酸雨环境中，容易导致粉化或剥离 现象。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种输电线路钢构 件热浸镀锌镀层及其制备方法。
[0004] 为了解决上述技术问题并实现发明目的，本发明的第一方面提供了以下技术方 案：
[0005] -种输电线路钢构件热浸镀锌镀层，其特征在于：所述钢构件中碳的重量百分比 为0. 30~0. 42wt %，硅的重量百分比为0. 15~0. 35wt % ;所述热浸镀锌镀层通过在含 0. 10~0. 25wt%的A1的锌浴中热浸镀锌形成。
[0006] 其中，所述锌浴中含有0· 10~0· 25wt%的Α1、0· 03~0· 06wt%的Si、0. 05~ 0. 10wt%的Mg，和余量的Zn以及不可避免的杂质。
[0007] 其中，所述热浸镀锌镀层的厚度为3~20 μm，优选为5~10 μm。
[0008] 其中，在热浸镀锌后，在460~480°C进行合金化处理，处理时间为20~30s。
[0009] 其中，所述钢构件中还含有镁，镁的重量百分比为0. 003~0. 008wt%。
[0010] 其中，所述钢构件的元素组成和重量百分比为：C:0. 30~0. 42wt%、Si :0. 15~ 0· 35wt %、Μη :1. 20 ~1. 50wt %、Mg :0· 003 ~0· 008wt %、V :0· 01 ~0· 02wt %、Mo : 0. 015 ~0. 025wt %、P 彡 0. 035wt %、S 彡 0. 035wt %、Cr 彡 0. 20wt %、Ni 彡 0. lOwt %、 Cu < 0· 10wt%、A1 < 0· 02wt%、Nb < 0· Olwt%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。
[0011] 本发明的第二方面，还涉及一种输电线路钢构件热浸镀锌镀层的制备方法。
[0012] 本发明所述的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0013] (5)准备钢构件，所述的钢构件中碳的重量百分比为0. 30~0. 42wt %，硅的重量 百分比为〇· 15~0· 35wt% ;
[0014] (6)对钢构件进行助镀处理；
[0015] (7)在锌浴中，于420~450°C的条件下进行热浸镀，浸镀时间为1. 0~3. Omin ; 其中，所述的锌浴含有〇· 10~〇.25wt%的A1 ;
[0016] (8)热浸镀后，在460~480°C进行合金化处理，处理时间为20~30s。
[0017] 其中，步骤（3)所述锌浴中含有(λ 10~0.25wt%的Α1、0·03~0.06wt%的Si、 0. 05~0. 10wt%的Mg，和余量的Zn以及不可避免的杂质。
[0018] 其中，所述钢构件的元素组成和重量百分比为：C:0. 30~0. 42wt%、Si :0. 15~ 0· 35wt %、Μη :1. 20 ~1. 50wt %、Mg :0· 003 ~0· 008wt %、V :0· 01 ~0· 02wt %、Mo : 0. 015 ~0. 025wt %、P 彡 0. 035wt %、S 彡 0. 035wt %、Cr 彡 0. 20wt %、Ni 彡 0. lOwt %、 Cu < 0· 10wt%、A1 < 0· 02wt%、Nb < 0· Olwt%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。
[0019] 与现有技术相比，本发明所述的输电线路钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法具有 以下有益效果：
[0020] 本发明通过严格控制钢构件中硅的含量，并添加适量的Mg，控制内部氧化物和钢 构件表面的形态，使得即使在碳含量较高的条件下，仍然可以制备润湿性好、粘附性高并且 耐蚀性优异的热镀锌镀层。
【具体实施方式】
[0021] 以下将通过参考示范性实施例，阐明本发明的目的和功能以及用于实现这些目的 和功能的方法。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0022] 本发明涉及输电线路用钢构件，所述钢构件的元素组成和重量百分比为：C: 0· 30 ~0· 42wt%、Si :0· 15 ~0· 35wt%、Mn :1. 20 ~1. 50wt%、Mg :0· 003 ~0· 008wt%、V : 0· 01 ~0· 02wt%、Mo :0· 015 ~0· 025wt%、P 彡 0· 035wt%、S 彡 0· 035wt%、Cr 彡0· 20wt%、 Ni < 0· 10wt %、Cu < 0· 10wt %、A1 < 0· 02wt %、Nb < 0· Olwt %，余量为 Fe 和不可避免的 杂质。所述钢通过冶炼、出钢，LF炉外精炼制备得到，并在1200~1250°C的温度下浇铸得 到钢构件，然后将钢构件在退火炉中加热至780°C，均热1分钟后，以1. 0~3. 0°C /s的速 度冷却至430°C。本发明所述的钢构件抗拉强度可以达到550~750MPa，延伸率可以达到 12~20wt%。更为重要的是，其对锌浴具有良好的润湿性，具有优异的热镀锌性能。
[0023] 对钢构件首先进行助镀处理，采用常规的碱金属、碱土金属的氯化物盐或氟化物 盐进行助镀处理，以对钢构件进行表面进行活化，干燥后，在420~450°C的条件下进行热 浸镀，浸镀时间为2. Omin ;其中，所述锌浴中含有0· 10~0· 25wt%的Α1、0· 03~0· 06wt% 的Si、0. 05~0. 10wt%的Mg，和余量的Zn以及不可避免的杂质。然后在460~480°C进行 合金化处理，处理时间为20~30s。而如果钢构件中的Si含量高于0. 35wt%，尤其是高于 0. 40时，或者不添加 Mg，将导致钢构件与锌浴的润湿性差，镀层的附着性差。表1示例性地 给出了实施例以及比较例的元素组成组成。
[0024] 表1 (wt% )余量为Fe和不可避免的杂质
[0026] 对比较例1~3组成的钢与实施例1~3组成的钢进行上述热镀锌处理。在5wt % 的氯化钠溶液在盐雾实验箱中进行盐雾实验，可以发现实施例1~3的钢经过热镀锌处理 后经受1000小时以上上才出现锈点，而比较例1~3经受500小时后即出现不小于面积达 5% (试片总面积）以上的锈蚀，甚至严重的涂层剥落现象。
[0027] 对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案 进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合 的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种输电线路钢构件热浸镀锌镀层及其制备方法，其特征在于：所述钢构件中碳的 重量百分比为0. 30~0. 42wt%，硅的重量百分比为0. 15~0. 35wt% ;所述热浸镀锌镀层 通过在含0. 10~0. 25wt %的A1的锌浴中热浸镀锌形成。2. 根据权利要求1所述的热浸镀锌镀层，其特征在于：所述锌浴中含有0. 10~ 0· 25wt%的Α1、0· 03~0· 06wt%的Si、0. 05~0· 10wt%的Mg，和余量的Zn以及不可避免 的杂质。3. 根据权利要求1所述的热浸镀锌镀层，其特征在于：所述热浸镀锌镀层的厚度为 3 ~20 μ m〇4. 根据权利要求1所述的热浸镀锌镀层，其特征在于：在热浸镀锌后在460~480°C进 行合金化处理，处理时间为20~30s。5. 根据权利要求1所述的热浸镀锌镀层，其特征在于：所述钢构件中还含有镁，镁的重 量百分比为〇· 003~0· 008wt%。6. 根据权利要求5所述的热浸镀锌镀层，其特征在于：所述钢构件的元素组成和重量 百分比为：C :0· 30 ~0· 42wt%、Si :0· 15 ~0· 35wt%、Mn :1· 20 ~1. 50wt%、Mg :0· 003 ~ 0. 008wt%、V :0. 01 ~0. 02wt%、Mo :0. 015 ~0. 025wt%、P 彡 0. 035wt%、S50. 035wt%、 Cr < 0· 20wt%、Ni < 0· 10wt%、Cu < 0· 10wt%、A1 < 0· 02wt%、Nb < 0· Olwt%，余量为 Fe和不可避免的杂质。7. -种输电线路钢构件热浸镀锌镀层的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 准备钢构件，所述的钢构件中碳的重量百分比为0. 30~0. 42wt%，硅的重量百分 比为 0· 15 ~0· 35wt% ; (2) 对钢构件进行助镀处理； (3) 在锌浴中，于420~450°C的条件下进行热浸镀，浸镀时间为1. 0~3. Omin ;其中， 所述的锌浴含有〇· 10~〇· 25wt%的A1 ; (4) 热浸镀后，在460~480°C进行合金化处理，处理时间为20~30s。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤（3)中所述的所述锌浴中含有 0.10~0.25￥七％的八1、0.03~0.06￥七％的5丨、0.05~0.1(^七％的]\%，和余量的211以及不 可避免的杂质。9. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述钢构件的元素组成和重量百 分比为：C :0· 30 ~0· 42wt%、Si :0· 15 ~0· 35wt%、Μη :1· 20 ~1. 50wt%、Mg :0· 003 ~ 0. 008wt%、V : 0. 01 ~0. 02wt%、Mo :0. 015 ~0. 025wt%、P 彡 0. 035wt%、S 彡 0. 035wt%、 Cr < 0· 20wt%、Ni < 0· 10wt%、Cu < 0· 10wt%、A1 < 0· 02wt%、Nb < 0· Olwt%，余量为 Fe和不可避免的杂质。
【文档编号】C22C38/24GK105986211SQ201510073018
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】张晟平, 陈瑞, 史济源, 田东, 杨志, 李明, 刘兖松, 赵帅, 周金双, 王凯, 王泽晓, 夏永平
【申请人】国家电网公司, 国网新疆电力公司哈密供电公司