[發明專利]超高壓輸電鐵塔的熱鍍鋅鋁稀土合金層

在審

• 申請號: 201610115935.3
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN107142436A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 曾祥春
• 申請（專利權）人: 江蘇江電電力設備有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C22C18/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬制品行業中的熱鍍合金，尤其涉及一種增強超高壓輸電鐵塔壽命的表面合金。

背景技術

眾所周知，金屬與外界環境介質之間發生化學作用和電化學作用，會引起金屬結構的破壞，形成金屬腐蝕，據統計，世界上每年因腐蝕而報廢不能使用的鋼鐵制品，約占世界鋼鐵年產量的三分之一，據我國防腐協會統計，每年約有500多億元的鋼鐵制品因腐蝕而失效，因此，致力于加強和提高鋼鐵制品的防腐性能研究，已經刻不容緩。因此，應該提供一種新的技術方案解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是：提供一種增強超高壓輸電鐵塔壽命的表面合金。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：超高壓輸電鐵塔的熱鍍鋅鋁稀土合金層，該鐵塔表面合金由以下組成：鋅鋁合金為由Zn-Al-La-Ce-Sn-Nb-Ni七種金屬元素組成的七元合金，其中，Al含量小于1％，La、Ce含量少于0.2％，Sn、Nb、Ni含量為0.1％-0.3％，剩余為Zn。

Al、La、Ce、Sn、Nb、Ni以中間合金形式加入至鋅鋁合金，其中中間合金中包括Al為20％，La為3‰-5‰、Ce為3‰-5‰、Sn為3‰-5‰、Nb為3‰-5‰、Ni為3‰-5‰，剩余為Zn。

在施鍍過程中加入助鍍劑，助鍍劑為采用在鍍鋅液中添加50ml/L,JLG-1^#助鍍添加劑。

七元合金的溫度控制在650℃-1000℃之間。

由于上述技術方案的應用，本發明與現有技術相比具有如下優點：在鍍鋅溫度下形成的鍍層，細小、均勻、鍍層變薄但耐蝕壽命成倍增加，且鋅耗下降。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述。

實施例一：

本發明涉及一種超高壓輸電鐵塔的熱鍍鋅鋁稀土合金層，該鐵塔表面合金由以下組成：鋅鋁合金為由Zn-Al-La-Ce-Sn-Nb-Ni七種金屬元素組成的七元合金，其中，Al含量小于1％，La、Ce含量少于0.2％，Sn、Nb、Ni含量為0.1％-0.3％，剩余為Zn。

La、Ce、Sn、Nb、Ni以中間合金形式加入至鋅鋁合金，其中中間合金中包括Al為20％，La為3‰-5‰、Ce為3‰-5‰、Sn為3‰-5‰、Nb為3‰-5‰、Ni為3‰-5‰，剩余為Zn。

在施鍍過程中加入助鍍劑，助鍍劑為采用在鍍鋅液中添加50ml/L,JLG-1^#助鍍添加劑。

七元合金的溫度控制在650℃-1000℃之間。

關于鍍層的組織結構，鍍層的質量情況如表1，其中鍍層厚度是生產線上抽取的50個以上的鍍件，每件上校驗5點統計值，由表中數據可以看出，鋅鋁稀土合金鍍層的平均厚度與純鋅鍍層相當或略低， 層厚的方差小，數據分散性小，極小值遠大于純鋅鍍層，說明鋅鋁稀土合金層能夠保證各鍍件壽命的均勻一致，保證鋼結構的整體壽命遠高于鍍純鋅的結構。

在含有鋁稀土的熔體中，鍍鋅時在工件表面首先形成鋁鐵化合物，這層化合物與鋅含量極高的熔體接觸，及其不穩定，很快會有鋅原子擴散進其中轉變為鋅鐵鋁三元準化合物，并以此化合物的生長規律成長，最終形成由表層鋅鋁固溶體到鋅鐵鋁化合物的鍍層結構。

在鍍鋅溫度下形成的鍍層，細小、均勻、鍍層變薄但耐蝕壽命成倍增加，且鋅耗下降。

鍍層的耐腐蝕性能，經過鍍層之后的鐵塔在耐腐蝕實驗中，如表2所示，全浸條件下耐腐蝕性能對比結果如下：其中鹽水濃度為3±0.2％-wt,PH在6.0-8.0，溫度±20℃；模擬海水溶液為Nacl27.2,Mgcl₂3.8,Mgso₄1.7,Caso₄1.2,K₄so0.9,Caco₃0.1,MgBr₂0.1(克/千克水)鋅鋁稀土合金鍍層在三種水溶液中的耐蝕性都優于純鋅鍍層。腐蝕量至少減少21％。在海水的浸泡實驗中，鋅鋁稀土合金鍍層的耐蝕量僅為純鋅鍍層的11％，耐蝕性能提高了89％。在三種環境中對比，鋅鋁合金鍍層在海水耐蝕性最好，在蒸餾水中的最次。

鍍層在不同氣氛下的初繡時間如表3所示，數據表明鋅鋁稀土合金鍍層在各種氣氛下的耐蝕性都高于純鋅鍍層，其壽命延長一般為一倍以上，是由于微量的Re、Al使Zn的腐蝕電位正移，阻抗增加，延滯了腐蝕效果反應。

表1為鍍層質量檢測結果：

表2為鋅鋁合金鍍層全浸實驗對比結果