[發明專利]一種表面鍍有高耐蝕Ni?P非晶涂層的鋼芯鋁絞線

有效

• 申請號: 201410397701.3
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104131273B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 洪毅成;林德源;陳云翔;邵艷群;張明芳;江祖瑄
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;H01B13/22;H01B7/28;H01B9/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種表面鍍有高耐蝕Ni-P非晶涂層的鋼芯鋁絞線。

背景技術

鋼芯鋁絞線是由心部的鍍鋅鋼絲或鍍鋅鋼絲鉸接成的鋼芯，外面由一層或幾層鉸接的鋁絞線組成。鋁絞線使用的鋁純度很高，根據國標GB1179-2008，鋁股線中含硅不大于0.13%、鐵不大于0.16%、硅加鐵不大于0.26%、鈦釩錳鉻之和不大于0.01%，表面會形成一層致密的鈍化膜，并且與鋁基體結合非常牢固，就是因為這層天然的氧化膜，使鋁及其合金在常規的環境中性能穩定，不容易腐蝕。鋼芯鋁絞線一方面在風、冰凍以及其他惡劣環境因素影響下會擺晃，產生微動磨損和微動疲勞；另一方面在大氣中受水分、化學氣體、塵埃和鹽類物質等侵蝕性介質的作用發生腐蝕，導致導線明顯變脆，抗拉強度大幅降低，從而影響輸電效果，更嚴重的會發生斷裂，造成嚴重的事故。為了保證輸電線路能安全穩定的運送電流，有必要采取一定的防護措施，來減少事故的發生，因而，需要進行導線耐腐蝕涂層的研究。目前用來改善鋼芯鋁絞線表面狀況的涂料存在以下的問題：涂料抗老化性能差，相對于鋼芯鋁絞線30-40年的使用壽命，一般涂料在外界的光、水分等環境條件作用下使用壽命為3-5年。與導線本體使用壽命相比很短，使得使用涂料來改善導線表面狀況，進而提高導線使用壽命的這一技術路徑受到很大的限制。在沿海一帶，鋼芯鋁絞線的壽命更低，福建省某海島上一35KV鋼芯鋁絞線僅使用5年就出現斷線斷股，這可能與海島上潮濕的海洋大氣和常年4級以上的風以及夏秋季的多臺風有關，導致潮的大氣腐蝕、小孔腐蝕和應力腐蝕。值得一提的是，從失效導線每層的腐蝕情況看，內層鋁股線的腐蝕比外層鋁股線的腐蝕更為嚴重，這可能還與表層鋁股線的縫隙有關，使腐蝕介質通過表層進入內層表面，內層表面的腐蝕產物無法從縫隙排出，產生更大的應力集中，腐蝕更嚴重。因此對于鋼芯鋁絞線，必須在表面產生一層耐風動的結合力良好的耐蝕層，減少腐蝕介質侵入內層鋁股線。

化學鍍是一種在無外加電流的狀態下，利用鍍液中的還原劑在活化工件表面上自催化還原沉積，從而得到鍍層的方法。Ni-P化學鍍是以次磷酸鹽為還原劑將鍍液中的鎳離子還原成金屬鎳，沉積到零件表面上，直至達到所需要的厚度，將零件取出，反應就會停止。化學鍍鎳的同時，磷酸鹽本身也會被還原，共同沉積到金屬零件的表面上，所得鍍層為鎳磷二元合金。通過調整P的含量，就可以獲得不同物相的Ni-P鍍層。一般對于二元Ni-P，P含量超過8%就可以獲得非晶鍍層。化學鍍操作方便、工藝簡單，化學鍍鎳可以使鋁及鋁合金的耐蝕性和耐磨性有較大程度地提高，并且不受形狀的限制，是鋁及鋁合金表面處理方法中成本較低且最有前景的工藝方法。

20世紀70年代末，鋁及其合金化學鍍鎳在技術上己經有了突破，并且取得了廣泛應用。在該技術中，最重要的是有了比較可靠的、重復性好的前處理技術。到目前為止二次浸鋅工藝(又稱鋅酸鹽處理)仍被認為適用于大多數鋁及鋁合金的最可靠技術。但鋁表面致密的氧化膜上不能獲得結合良好的金屬鍍層。為了能夠得到結合性良好的金屬鍍層，必須先除掉這層氧化膜，并保證在金屬鍍層鍍上之前不重新生成。這是鋁及其合金前處理的關鍵。

目前成熟可靠的鋁及鋁合金前處理工藝為二次浸鋅工藝，其化學鍍鎳磷合金的工藝流程為：預鍍件→除油→水洗→堿洗→水洗→酸洗→水洗→浸鋅→水洗→退鋅→水洗→二次浸鋅→水洗→堿性化學預鍍鎳→水洗→酸性化學鍍鎳。二次浸鋅工藝無疑增加了生產成本。

化學鍍Ni-P非晶涂層的方式很多，配方也很多，既有二元的Ni-P，也可以增加Co，W，Al，SiC甚至PTFE等改善其耐蝕性和機械性能。

化學復合鍍Ni-P-PTFE（聚四氟乙烯）是將PTFE顆粒分散于Ni-P鍍層中。由于PTFE微粒的化學穩定性好，摩擦系數極低（僅為0.05），表面能也低且具有不粘性等特點，因而Ni-P-PTFE鍍層在機械、紡織、化工等許多工業部門得到廣泛應用。復合鍍液中添加陽離子型表面活性劑可使PTFE粒子帶正電荷，在靜電吸附下能使更多的PTFE粒子沉積在金屬表面，則鍍層中復合粒子含量會增加。采用FC4和非離子FCl0表面活性劑混合可獲得粒子分布均勻而且含量較高的復合鍍層。

發明內容

本發明的目的在于提供一種表面鍍有高耐蝕Ni-P非晶涂層的鋼芯鋁絞線，在經噴砂或噴丸處理的鋼芯鋁絞線表面采用化學鍍技術增加含Ni-P非晶涂層，所制備的鋁絞線可以達到很好的耐蝕效果，整個操作過程簡單。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：