专利名称：电力系统接地网用伪合金防腐涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种伪合金涂层，特别适用于电力系统接地网(体)的伪合金涂层。
背景技术：
目前提高接地网耐腐蚀性的方法主要有在钢表面镀锌、采用纯铜和铜包钢作接地 材料。但这些都各有其不足之处，如下钢表面镀锌的不足是锌在土壤中的钝化效果较差，其防腐蚀机理主要是牺牲阳 极(锌)保护钢，但由于镀锌层的厚度有限，一般埋入地下1-2年镀锌层便被腐蚀掉，运行 5-10年的镀锌接地材料出现严重腐蚀，甚至锈断。纯铜是良好的接地体材料，其导通和散流 能力强，耐土壤腐蚀性能好，可保证接地网可靠运行25 30年。但铜在土壤中的大量埋入 会造成重金属污染，在我国土壤环境质量标准GB15618-1995中已被限制使用(规定土壤中 铜离子含量应低于400mg/kg)，且铜的价格高，其接地网造价是镀锌钢的5 6倍。铜包钢 作为接地材料具有良好的接地导通性和耐腐蚀性，成本较纯铜约便宜20 %，但总造价仍较 高，而且仍然存在污染土壤的问题。专利号为200910016099. 3的中国专利公开了一种接地 网铝铜伪合金防腐蚀涂层，该涂层由铜包铝丝和铝丝经电弧喷涂而成，涂层由铝和铜两种 元素组成，结合铜良好的导电性和铝的耐腐蚀性，满足接地网使用要求。尽管铝的钝化保护 性能较好，一定程度上提高了抗腐蚀性，但由于铜与铝的电位差大，涂层发生非均勻腐蚀的 倾向仍然较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐导电性能好成本较低的电力系统接地网用的锌 铝铜伪合金涂层。本发明的技术方案是电力系统接地网用伪合金防腐涂层，它由锌、铝和铜三种有色金属材料组成，各组 份占总重量百分比为铝12% -30%、铜6% -15%、余量为锌。电力系统接地网用伪合金防腐涂层的制备方法为首先对碳钢进行喷砂预处理， 主要用来清洁和粗化表面，然后将锌丝和铜包铝丝采用电弧喷涂设备，对碳钢表面进行喷 涂，锌丝和铜包铝丝作为电弧的两极，经送丝机构均勻送进，引弧后，电弧将丝材熔化，压缩 空气经拉伐尔喷嘴加速后把熔化的金属雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速，喷向工件形 成涂层。所述的喷涂电压为25 35V，电流为150 300A。锌在土壤中的腐蚀产物具有良好的导电性能，锌和铝的电极电位均较低，具有牺 牲阳极保护钢的作用。铝在土壤中易氧化生成三氧化二铝氧化膜，氧化膜具有很好的耐腐 蚀性。铜在土壤中具有良好的导电性和耐土壤腐蚀性，原因是铜在土壤中生成铜的水合氧 化物和硫酸盐具有较好的导电性，同时具有较慢的生长速率，对基体有保护作用。少量铜元 素的加入增加了涂层的导电性，并能满足GB15618-1995中对铜含量的要求。本发明的锌铝铜伪合金防腐涂层利用铜的导电性、锌-铝的耐腐蚀性能的协同作用，保证电力系统可靠 接地，并大幅度降低铜对土壤的污染。采用电弧喷涂的方法获得的铝铜伪合金涂层具有很 好的热稳定性。本发明的锌铝铜伪合金涂层在高温、高速下与基体结合为一体，可以满足接地网 耐腐蚀、导电和热稳定性的要求，工艺简单，价格便宜，降低了电力系统接地网的成本。喷锌 铝铜伪合金涂层的材料耐腐蚀性和导电性均好于镀锌钢。与专利200910016099. 3相比，由 于锌元素的加入，缩小了伪合金组分之间的电极电位差，减小了发生非均勻腐蚀的倾向，具 有更好的耐腐蚀性。
具体实施例方式下面给出本发明的实施例及制备方法和效果。实施例1电力系统接地网用伪合金防腐涂层Cu 12.4%, A1 21. 3%，余量为Zn (重量百分 比)。制备工艺按照实施例设计的组份配比，将①2铜包铝丝与①2锌丝配合，采用 TLAS-III型高性能电弧喷涂设备进行喷涂。0 2铜包铝丝和0 2锌丝作为电弧喷涂的两 极均勻送进丝材，引弧后，均勻送进的丝材在电弧作用下熔化，压缩空气经拉伐尔喷嘴加速 后把熔化的金属雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速，喷向经喷砂处理的碳钢形成厚度为 100 300y m@M。采用上述制备方法，制备出Cu 12.4%,A1 21.3%，余量为211(重量百分比)的锌 铝铜伪合金涂层微型接地网。将喷锌铝铜伪合金的微型接地网与镀锌微型接地网一起并入 某变电站接地网，进行接地导通性和耐腐蚀性性能比较。经过一年的埋设试验，将小网挖出 观察小网表面，发现镀锌小网腐蚀严重，镀锌层有大面积脱落，腐蚀产物分层，外层腐蚀产 物为棕红色、疏松、极易剥落的铁锈；锌铝铜伪合金涂层小网腐蚀产物致密，无棕红色腐蚀 产物，耐腐蚀性明显好于镀锌小网。埋设期间对两个接地网的接地导通性进行定期测量。喷 锌铝铜伪合金涂层的小网接地电阻始终低于镀锌小网的接地电阻，阻值稳定。在埋设时间 为238天时，镀锌小网的接地电阻为40. 8 Q，锌铝铜伪合金涂层小网的接地电阻为26. 7 Q， 在埋设时间为351天时，镀锌小网的接地电阻为39. 4Q，锌铝铜伪合金涂层小网的接地电 阻为27. 9 Q。实施例2电力系统接地网用伪合金防腐涂层Cu 6.8%，A1 11.7%，余量为211(重量百分 比)。制备工艺按照实施例设计的组份配比，将①2铜包铝丝与①3锌丝配合，采用 TLAS-III型高性能电弧喷涂设备进行喷涂。0 2铜包铝丝和0 3锌丝作为电弧喷涂的两 极均勻送进丝材，引弧后，均勻送进的丝材在电弧作用下熔化，压缩空气经拉伐尔喷嘴加速 后把熔化的金属雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速，喷向经喷砂处理的碳钢形成厚度为 100 300y m@M。采用上述制备方法，制备出Cu6.8%，Alll.7%，余量为Zn(重量百分比)的锌铝 铜伪合金涂层微型接地网。将喷锌铝铜伪合金的微型接地网与镀锌微型接地网一起并入某变电站接地网，进行接地导通性和耐腐蚀性性能比较。经过一年的埋设试验，将小网挖出观 察小网表面，发现镀锌小网腐蚀严重，镀锌层有大面积脱落，腐蚀产物分层，外层腐蚀产物 为棕红色、疏松、极易剥落铁锈；锌铝铜伪合金涂层小网局部有轻微腐蚀，耐腐蚀性明显好 于镀锌小网。埋设期间对两个接地网的接地导通性进行定期测量。喷锌铝铜伪合金涂层的 小网接地电阻始终低于镀锌小网的接地电阻，阻值稳定。在埋设时间为238天时，镀锌小网 的接地电阻为40. 8 Ω，锌铝铜伪合金涂层小网的接地电阻为32. 2 Ω，在埋设时间为351天 时，镀锌小网的接地电阻为39. 4Ω，锌铝铜伪合金涂层小网的接地电阻为31. 9Ω。
权利要求
电力系统接地网用伪合金防腐涂层，其特征是，它由锌、铝和铜三种有色金属材料组成，各组份占总重量百分比为铝12％ 30％、铜6％ 15％、余量为锌。
2.按照权利要求1所述的电力系统接地网用伪合金防腐涂层的制备方法，其特征是， 首先对碳钢进行喷砂预处理，然后将锌丝和铜包铝丝采用电弧喷涂设备，对碳钢表面进行 喷涂，锌丝和铜包铝丝作为电弧的两极，经送丝机构均勻送进，引弧后，电弧将丝材熔化，压 缩空气经拉伐尔喷嘴加速后把熔化的金属雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速，喷向工件 形成涂层。
3.按照权利要求2所述的电力系统接地网用伪合金防腐涂层的制备方法，其特征是， 所述的喷涂电压为25 35V，电流为150 300A。
全文摘要
本发明公开了一种电力系统接地网用伪合金防腐涂层，它由锌、铝和铜三种有色金属材料组成，各组份占总重量百分比为铝12％-30％、铜6％-15％、余量为锌。本发明的锌铝铜伪合金涂层在高温、高速下与基体结合为一体，可以满足接地网耐腐蚀、导电和热稳定性的要求，工艺简单，价格便宜，降低了电力系统接地网的成本，与现有技术比具有更好的耐腐蚀性和导电性。
文档编号C23C4/08GK101980403SQ201010555060
公开日2011年2月23日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者岳增武, 李辛庚, 王学刚, 王晓明, 胡新芳, 闫风洁 申请人:山东鲁能节能设备开发有限公司