[發明專利]一種電力金具獲得高耐腐蝕超厚型鍍鋅層的加工方法

有效

• 申請號: 202010900249.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112080715B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 韋揚志;鐘萬才;宋志強;方蘇;譚宗會;陽仁慶;李茂峰;周經中;黃運興;袁鋒;陳秋;石財發;趙斌;龐祖新;韋成維;李固壇;韋黎;彭金華
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司柳州局;河北硅谷化工有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C22C18/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

本發明公開了一種電力金具獲得高耐腐蝕超厚型鍍鋅層的加工方法，屬于熱鍍鋅技術領域，包括以下步驟：S1：初鍍：將預處理后的工件置于初次鍍鋅池中初鍍1～5min，然后取出干燥，其中，初鍍溫度為350～450℃；S2：二次鍍鋅：將初鍍后的工件置于長方形的二次鍍鋅池中以0.5～5m/min速度移動，工件移動在前進方向為正弦波上下運動軌跡，工件鋅層表面與鋅液之間為流動接觸增加致密度和排列取向性，鋅液通過超聲波振動均勻混合，二次鍍鋅液的控制溫度為420℃～520℃，本發明的鋅層厚度能夠達到170～255μm，并且鋅層的附著力好，脆性低,具有高耐腐蝕性。

技術領域

本發明涉及一種電力金具獲得高耐腐蝕超厚型鍍鋅層的加工方法，屬于熱鍍鋅技術領域。

背景技術

電力金具是連接和組合電力系統中的各類裝置的重要金屬構件，用來傳遞和承受拉力、彎曲、剪切及扭轉等機械負荷和高壓電氣負荷。常見為鑄造或鍛壓等鋼鐵類黑色金屬件，大量的電力金具長期運行于各種惡劣環境中，包括高鹽霧、高溫高濕度、冶金廠﹑化肥廠﹑制藥廠﹑礦山等嚴重污染的環境。在長期運行條件下，電力金具構件表面常常出現腐蝕現象，電力金具的腐蝕失效，將造成連接設備和線路斷開或掉落，引起輸電鐵塔倒塔、電網設備損壞、停電跳閘，以及人身安全事故，造成嚴重的經濟損失和重大社會影響。

防止金屬腐蝕的技術方法包括采用特種合金鋼(如不銹鋼等)、耐腐蝕的金屬鍍層、有機/無機防腐涂料、犧牲陽極保護等，而以鋼材為基材的電力金具采用鍍鋅層防腐的方法是最為可行并被充分實踐認可的。鍍鋅防腐的方法又分為電鍍法和熱鍍法，通常電鍍鋅層厚度僅5～15μm，而熱鍍鋅層一般在35μm以上，但由于工藝技術的原因常規熱鍍鋅層的厚度也只達到100μm以內。

眾所周知，鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學保護，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)₂及堿式碳酸鋅保護膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護膜受到破壞又會形成新的膜層。當鋅層破壞嚴重，危及到鐵基體時，鋅對基體產生電化學保護，鋅的標準電位比鐵的標準電位低，鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解，鐵作為陰極受到保護。

現行的標準GB/T13912-2016《金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法》和DL/T768.7-2012《電力金具制造質量鋼鐵件熱鍍鋅層》對基材6mm以上的電力金具的鍍鋅防腐層規定：鍍鋅層局部厚不低于70μm、總體鍍鋅層平均厚不低于85μm。這既是通用條件下電力金具防腐的需要，也是針對現有熱鍍鋅技術的客觀寫照。金屬鋅是一種固體的金屬材料，純鋅的熔點為419.5℃，有其它元素混合時其熔點會發生變化，鋼鐵工件浸入金屬鋅熔融后的鋅液中，當工件從浸鋅液中移出時表面形成鍍鋅層。現有鍍鋅工藝在鋼鐵工件表面難以掛上較厚的鋅層，且鍍鋅層出現的缺陷較多，如鍍鋅層的缺損(無鋅區)、斑點、波紋、鋅瘤和針孔，其缺陷面積標準允許值就高度0.5％以上，這些缺陷會是鋅層耐腐蝕的薄弱點。

電力金具滿足GB/T13912-2016和DL/T768.7-2012標準的鍍鋅層，在一般腐蝕地區可滿足防腐要求，但在高鹽霧、高溫高濕度、重工業污穢等嚴酷腐蝕環境下，常規的鍍鋅層難以滿足防腐要求，達不到預期的使用壽命。

專利CN110004388A碳納米管改性稀土修飾熱鍍鋅合金防腐鍍層及制備方法,也是涉及熱鍍鋅防腐鍍層，包括以下質量分數的元素：鋁：10％～20％，納米稀土氧化物：0.05％～1％，改性多壁碳納米管：0.1％～2％，其余為鋅元素，通過添加納米稀土氧化物來提高鍍鋅層的防腐性能。但是該專利只能做到60μm的厚度，檢測中只能耐中性鹽霧≥1200h，達不到本申請的使用壽命達到30年以上的防腐要求。專利CN110964981A一種鍍鋅管材及制造方法，熱鍍步驟包括依次執行的一次鍍鋅步驟與二次鍍鋅步驟，所述一次鍍鋅步驟中使用的鋅液的鋁含量大于所述二次鍍鋅步驟中使用的鋅液的鋁含量。該專利通過限定二次鍍鋅液中的鋁含量低于初鍍鋅液來提高鋅層的厚度，但是熱鍍鋅層的厚度僅為70μm左右，達不到本申請的使用壽命達到30年以上的防腐要求。