[發(fā)明專利]一種新型接地網(wǎng)材料專用鋁熱焊粉的制備方法

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• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106925920A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 何迎春;許麗君;孫冬
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波高新區(qū)遠創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40;B23K35/36;B23K23/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種新型接地網(wǎng)材料專用鋁熱焊粉的制備方法，屬于接地材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋁熱焊是一種簡單、高效率、高質(zhì)量的金屬連接工藝，利用金屬與化合物的化學反應熱作為熱源，通過被還原熔融金屬直接或間接加熱工作，在特制的模具型腔中形成符合工程需求的熔焊接頭，可實現(xiàn)鐵與鐵連接、鋼與鋼連接、鋼與鐵、銅與銅、銅與鋼的連接。鋁熱焊是電力系統(tǒng)接地網(wǎng)最常用的連接方法之一，相比電焊、釬焊、壓接等其它連接工藝，鋁熱焊具有高效率、高質(zhì)量、熔接點截流能力強、永久分子結(jié)合等諸多優(yōu)點，廣泛用于發(fā)電廠、變電站、輸電線路桿塔、通訊基站、機場、鐵路、城鐵與地鐵、各種高層建筑、微波中繼站、網(wǎng)絡機房、石油化工廠、儲油庫等場所防雷接地、防靜電接地、保護接地、工作接地等接地裝置的連接。

鋁熱焊接頭屬于一種鑄造組織，基于鑄造冶金學原理及特點，是通過氧化銅與鋁的化學反應（放熱反應）產(chǎn)生液態(tài)高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應所產(chǎn)生的高溫來實現(xiàn)高性能電氣熔接，已廣泛應用于接地網(wǎng)裝置連接。但現(xiàn)有鋁熱焊粉焊接新型接地網(wǎng)材料時容易產(chǎn)生氣孔，導致焊接接頭機械強度較差，接地網(wǎng)焊接質(zhì)量難以得到可靠、有效的保證，存在較大安全隱患。這一問題嚴重制約了接地材料的推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)鋁熱焊粉使用后，在焊接接頭極易產(chǎn)生氣孔，導致焊接接頭機械強度較差，存在較大安全隱患的問題，提供了一種以自制酸浸炭化料、螢石與納米鋁粉、氧化銅及氧化亞銅復配制得新型接地網(wǎng)材料專用鋁熱焊粉的方法，本發(fā)明首先將硅藻土球磨后與沼液混合發(fā)酵，使沼液中的有機質(zhì)充分滲透進入硅藻土孔隙結(jié)構(gòu)中，經(jīng)蒸煮干燥后，于無氧條件下，使有機質(zhì)炭化，再利用炭化有機質(zhì)與硅藻土中二氧化硅成分反應形成碳化硅，再利用鹽酸浸泡去除酸溶性無機雜質(zhì)，制得酸浸炭化料，再將納米鋁粉、氧化銅粉及氧化亞銅粉分散于乙醇溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑提高其分散性能，最后與螢石、酸浸炭化料等球磨混合后真空干燥，即得新型接地網(wǎng)材料專用鋁熱焊粉。本發(fā)明利用酸浸炭化料中的碳化硅以及炭化有機質(zhì)為除氧劑，在焊接過程中與銅液中氧氣反應放熱，有效減少焊接接頭產(chǎn)生的氣泡，解決了傳統(tǒng)鋁熱焊粉使用后因氣孔缺陷導致的機械強度較差的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取300～500g硅藻土，倒入球磨罐中，按球料質(zhì)量比為10：1～20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨2～4h后，過180～200目篩，得硅藻土粉末，再將所得硅藻土粉末倒入盛有1000～1200mL沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為35～37℃，轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下，恒溫密閉發(fā)酵8～10h，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅用紗布包裹后置于蒸鍋中，于溫度為90～95℃條件下蒸煮30～45min后，將紗布取出，收集紗布中包裹的濾餅，并置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得預處理硅藻土；

（2）稱取180～200g上述所得預處理硅藻土，置于炭化爐中，以10～15mL/min速率向爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣保護狀態(tài)下，以15～20℃/min速率程序升溫至550～600℃，保溫炭化60～90min后，繼續(xù)以10～15℃/min速率程序升溫至1100～1200℃，保溫反應1～3h，隨爐冷卻至室溫，出料得炭化料；

（3）將上述所得炭化料倒入盛有800～1200mL質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸的錐形瓶中，再將錐形瓶移至超聲振蕩儀，于超聲頻率為40～45kHz，溫度為45～50℃條件下，超聲處理60～90min，待超聲處理結(jié)束，將錐形瓶中物料過濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得酸浸炭化料，備用；

（4）依次稱取120～150g納米鋁粉，200～220g納米氧化銅粉，400～420g納米氧化亞銅粉，加入盛有1500～1800mL質(zhì)量分數(shù)為40～50%乙醇溶液的燒杯中，再加入10～12g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，再將燒杯置于超聲振蕩儀，于頻率為40～45kHz條件下，超聲處理45～60min，得混合漿料；