一種桿塔防護鍍層結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種桿塔鋼鐵材料表面處理技術，特別設及一種桿塔防護鍛層結 構。
【背景技術】
[0002] 桿塔是架空配電線路中的基本設備之一，傳統桿塔鋼鐵材料采用熱浸鍛鋒防護技 術，采用熱浸鍛鋒侶儀合金鍛層比純鋒鍛層擁有更優異的耐蝕性能，成為目前研究熱點。在 鋼鐵材料熱浸鍛鋒侶儀合金過程中，鍛池的作用是將鋼鐵材料通過特定的角度進入助鍛劑 中，清除鋼鐵材料酸洗后殘留表面的鐵鹽等雜質，在鋼鐵材料表面沉積形成一層鹽膜，將鋼 鐵材料表面與空氣隔絕，防止鋼鐵材料氧化。但傳統的鋼鐵材料熱浸鍛純鋒工藝中，采用的 助鍛池不具備自動攬拌功能，鋼鐵材料熱浸鍛鋒侶儀專用合金成分較多，容易產生沉降，由 于Al元素的加入，會與上層合金成分反映生成AlCh,使鍛層不均勻等缺陷;Mg元素含量超 過0.05%時，鍛層會出現脫落，鍛層與鋼基體間結合度差，因此合金成分不均勻沉降，容易 導致鋼鐵材料熱浸鍛鋒侶儀合金鍛層質量差、容易產程漏鍛、不均勻等缺陷。 【實用新型內容】
[0003] 為克服現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種桿塔防護鍛層結構，該鍛 層結構為四層，使桿塔鋼鐵材料表面具有較高的耐蝕性能。
[0004] 本實用新型采用W下技術方案：
[0005] -種桿塔防護鍛層結構，該結構用于包裹桿塔，其由內到外依次為助鍛結合層、中 間層和鋒侶儀合金層，所述中間層由內到外依次為=元反應層和共晶過渡層。
[0006] 優選的，根據桿塔使用的環境特性，為使鍛層的防護性能更好，將鋒侶儀合金層的 厚度設置為不小于25微米。進一步優選的，所述鋒侶儀合金層的厚度為60微米。上述厚度的 鋒侶儀合金層使得本實用新型的桿塔的防護鍛層的性能更加優異。
[0007] 所述鋒侶儀合金層是由W下質量分數的組分組成:Mgl~3% ,Al 10~15% ,Fe 8 ~10%，Zn70~80%，優選的為，Mg2.63% ,Al 12.78%，Fe8.74%，Zn75.85%，。
[000引優選的，根據桿塔使用的環境特性，使鍛層的防護性能更好，將中間層的厚度設置 為50~300微米，進一步優選的，所述中間層的厚度為200微米。
[0009] 其中，優選的，所述=元反應層的厚度為30~200微米，進一步優選的，=元反應層 的厚度為120微米。
[0010] 所述S元反應層是由W下質量分數的組分組成：Mg2~9% ,Al 7~9% ,Fe 3~ 12%，Zn70 ~80%。
[0011] 優選的，共晶過渡層的厚度為20~150微米，進一步優選的，共晶過渡層的厚度為 80微米。
[0012] 所述共晶過渡層是由W下質量分數的組分組成：Mgl~4%，A16~12% ,Fe 1~ 45%，Zn70 ~91%。
[0013] 優選的，根據桿塔使用的環境特性，為使防護鍛層的性能更加優異，將助鍛結合層 的厚度設置為20~200微米，進一步優選的，助鍛結合層的厚度為100微米。
[0014] 所述助鍛結合層是由W下質量分數的組分組成：Mgl~2% ,Al 8~9%，Fe20~ 30%，Zn60 ~65%。
[0015] 優選的，為使整體防護鍛層的結構更加穩定，所述助鍛結合層、中間層和鋒侶儀合 金層的的厚度比例為(2~10): (5~20):(1~10)。進一步優選的，助鍛結合層、中間層和鋒 侶儀合金層的的厚度比例為5:10:3。
[0016] 其中，=元反應層和共晶過渡層的厚度比例為(2~8): (1:5)。優選的，=元反應層 和共晶過渡層的厚度比例為3:2。
[0017] 本發明還提供一種涂覆所述的防護鍛層結構的桿塔。
[0018] 本實用新型的桿塔鍛層具有環保特性，環保特性主要來源于鍛層助鍛過程采用無 錠、低溫的助鍛劑，成分為m質量百分數計）：ZnCl235 % -45 % ; SnCl24.5 % -6.5 % ; 出〇2〇. 5-2 % ; ZT601表面活性劑0.5 % -I % ;復合表面活性劑0.1 % -0.5 %，其余為水。無錠特 性在助鍛中，可減低氨離子的排放，降低對環境的污染。
[0019] 本實用新型的有益效果是：
[0020] (1)通過結構控制，本實用新型的桿塔鍛層分為四層，四層的結構協同作用，共同 使得桿塔防護鍛層的結構更加穩定、可控、有較高的耐腐蝕性能，并且涂覆在桿塔上，由于 其四層結構的結合，使得能夠承受室外的惡劣環境。
[0021] (2)本實用新型的助鍛結合層作為桿塔鋼鐵材料的打底層不僅對桿塔鋼鐵材料起 到保護作用，并且能夠提高最外層的鋒侶儀合金層與桿塔鋼鐵材料之間的結合作用。
[0022] (3)本實用新型中的中間層為過渡層能夠降低膜層應力，使桿塔鋼鐵材料、助鍛結 合層與鋒侶儀合金層=者牢固結合。
[0023] 根據反應狀態特點，中間層又分為=元反應層和共晶過渡層，兩者的存在使得鍛 層中間層的結構性能更加優異，經過長期實踐得到，由于=元反應層和共晶過渡層的共同 存在，使得桿塔鍛層的性能更加優異。
[0024] (4)本實用新型中的鋒侶儀合金層作為桿塔鋼鐵材料最基本的保護層，設于基體 的外層，使桿塔鋼鐵材料表面與空氣隔絕，并且賦予桿塔鋼鐵材料耐腐蝕的性能。
[0025] (5)本實用新型的桿塔鍛層結構均勻，形貌良好，且分為四層，使鍛層結構受到控 審IJ，達到穩定的制備效果。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本實用新型的桿塔鍛層截面結構示意圖。
[0027] 圖2本實用新型制備過程示意圖。
[00%]其中，1、助鍛結合層，2、中間層，2-1、=元反應層，2-2、共晶過渡層，3、鋒侶儀合金 層，4、桿塔基體，5、堿洗裝置，6、第一水洗裝置，7、酸洗裝置，8、第二水洗裝置，9、助鍛槽， 10、烘干裝置，11、熱浸鍛裝置。
【具體實施方式】
[00巧]實施例1
[0030] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0031] 如圖2所示，一種桿塔鍛層結構的制備方法，包括如下過程：
[0032] (1)將桿塔基體4鋼鐵材料依次堿洗裝置5、第一水洗裝置6、酸洗裝置7、第二水洗 裝置8進行表面清潔處理。
[0033] (2)清潔后的桿塔基體4鋼鐵材料進入助鍛槽9，進行表面改性助鍛。
[0034] 所述助鍛結合層1采用無錠、低溫的助鍛劑制備得到，助鍛劑是由W下質量分數的 成分組成：ZnCl235%-45% ;SnCl24.5%-6.5% ;出〇2〇.5-2% ;ZT601 表面活性齊 1扣.5%-1% ; 復合表面活性劑〇.1%-〇.5%，其余為水。所述復合表面活性劑為脂肪醇酸硫酸鋼、脂肪醇 聚氧乙締酸、全氣辛基橫酷季艦化物或脂肪酸二乙醇胺中的一種及其混合物。無錠特性在 助鍛中，可減低氨離子的排放，降低對環境的污染。
[0035] (3)表面上帶有助鍛結合層1的桿塔基體4進入烘干裝置10進行干燥處理。
[0036] (4)干燥后的桿塔基體4鋼鐵材料進入熱浸鍛裝置11進行熱浸鍛處理，表面制備鋒 侶儀合金層3，并反應制備得到助鍛結合層1和中間層2，經過反應W后根據反應狀態，中間 層2分為=元反應層2-1和共晶過渡層2-2。其中熱浸鍛裝置11中設有鋒侶儀合金液，鋒侶儀 合金液是由W下質量分數的成分組成:5 % -30 % Al; 1 % -10 % Mg，其余為鋒。
[0037] 如圖1所示的鍛層截面結構示意圖，利用W上方法制備得到的桿塔防護鍛層，與桿 塔基體相連接的由內到外依次包括助鍛結合層1、中間層2和鋒侶儀合金層3，所述中間層包 括依次連接的=元反應層2-1和共晶過渡層2-2,其中，共晶過渡層2-2與鋒侶儀合金層3連 接。
[0038] 根據桿塔的使用的環境特性，使鍛層的防護性能更好，將鋒侶儀合金層的厚度設 置為不小于25微米。本實施例鋒侶儀合金層的厚度為60微米，所述中間層的厚度為200微 米。助鍛結合層的厚度為100微米。其中，=元反應層的厚度為120微米，共晶過渡層的厚度 為80微米。
[0039] 為使共晶過渡層2-3和S元反應層2-2形貌更加優良，制備時助鍛時間不小于40s， 熱浸鍛時間不小于25s，鋒侶儀合金液能夠與桿塔基體4鋼鐵材料反應。
[0040] 為使助鍛結合層1能夠充分與桿塔基體4鋼鐵材料之間反應，助鍛后的烘干溫度不 小于85°C，助鍛劑中的助鍛物質能充分促進鋒侶儀合金液與桿塔基體4鋼鐵材料之間的反 應。
[0041] 如表1所示，本實用新型制備的桿塔鍛層具有優異的組織形貌和耐蝕性能，鍛層成 分XPS分析表，所獲得鍛層成分分布均勻穩定，具有優異的組織結構，處理選項：已分析所有 元素（已歸一化），譜圖1測的是鋒侶儀合金鍛層3,譜圖2、5和6測的是共晶過渡層2-2,譜圖3 和7測的是=元反應層2-1，譜圖4測的是助鍛結合層1。
[0042] 表1鍛層成分成分分析（％ )
[0044]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領 域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍W內。
【主權項】
1. 一種桿塔防護鍍層結構，其特征是:該結構用于包裹桿塔，其由內到外依次為助鍍結 合層、中間層和鋅鋁鎂合金層，所述中間層由內到外依次為三元反應層和共晶過渡層。2. 如權利要求1所述的防護鍍層結構，其特征是:所述鋅鋁鎂合金層的厚度為不小于25 微米。3. 如權利要求1所述的防護鍍層結構，其特征是:所述中間層的厚度為50~300微米。4. 如權利要求1所述的防護鍍層結構，其特征是:所述三元反應層的厚度為30~200微 米。5. 如權利要求1所述的防護鍍層結構，其特征是:所述共晶過渡層的厚度為20~150微 米。6. 如權利要求1所述的防護鍍層結構，其特征是:所述助鍍結合層的厚度為20~200微 米。7. 如權利要求1~6中任一項所述的防護鍍層結構，其特征是:所述助鍍結合層、中間層 和鋅鋁鎂合金層的的厚度比例為(2~10): (5~20): (1~10)。8. 如權利要求7所述的防護鍍層結構，其特征是:所述助鍍結合層、中間層和鋅鋁鎂合 金層的的厚度比例為5:10:3。9. 如權利要求1~6中任一項所述的防護鍍層結構，其特征是:所述三元反應層和共晶 過渡層的厚度比例為(2~8): (1:5)。10. -種涂覆權利要求1~9中任一項所述的防護鍍層結構的桿塔。
【專利摘要】本實用新型公開了一種桿塔防護鍍層結構，該結構用于包裹桿塔，其由內到外依次為助鍍結合層、中間層和鋅鋁鎂合金層，所述中間層由內到外依次為三元反應層和共晶過渡層。通過結構控制，本實用新型的桿塔鍍層分為四層，四層的結構協同作用，共同使得桿塔防護鍍層的結構更加穩定、可控、有較高的耐腐蝕性能，并且涂覆在桿塔上，由于其四層結構的結合，使得能夠承受室外的惡劣環境。
【IPC分類】E04H12/08, C23C2/06
【公開號】CN205296965
【申請號】
【發明人】郭凱, 岳增武, 李辛庚, 閆風潔, 曹建梅, 王曉明, 王學剛, 傅敏, 李文靜, 李曉宇
【申請人】國網山東省電力公司電力科學研究院, 國家電網公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月2日