一种杆塔防护镀层结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种杆塔钢铁材料表面处理技术，特别设及一种杆塔防护锻层结 构。
【背景技术】
[0002] 杆塔是架空配电线路中的基本设备之一，传统杆塔钢铁材料采用热浸锻锋防护技 术，采用热浸锻锋侣儀合金锻层比纯锋锻层拥有更优异的耐蚀性能，成为目前研究热点。在 钢铁材料热浸锻锋侣儀合金过程中，锻池的作用是将钢铁材料通过特定的角度进入助锻剂 中，清除钢铁材料酸洗后残留表面的铁盐等杂质，在钢铁材料表面沉积形成一层盐膜，将钢 铁材料表面与空气隔绝，防止钢铁材料氧化。但传统的钢铁材料热浸锻纯锋工艺中，采用的 助锻池不具备自动揽拌功能，钢铁材料热浸锻锋侣儀专用合金成分较多，容易产生沉降，由 于Al元素的加入，会与上层合金成分反映生成AlCh,使锻层不均匀等缺陷;Mg元素含量超 过0.05%时，锻层会出现脱落，锻层与钢基体间结合度差，因此合金成分不均匀沉降，容易 导致钢铁材料热浸锻锋侣儀合金锻层质量差、容易产程漏锻、不均匀等缺陷。 【实用新型内容】
[0003] 为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种杆塔防护锻层结构，该锻 层结构为四层，使杆塔钢铁材料表面具有较高的耐蚀性能。
[0004] 本实用新型采用W下技术方案：
[0005] -种杆塔防护锻层结构，该结构用于包裹杆塔，其由内到外依次为助锻结合层、中 间层和锋侣儀合金层，所述中间层由内到外依次为=元反应层和共晶过渡层。
[0006] 优选的，根据杆塔使用的环境特性，为使锻层的防护性能更好，将锋侣儀合金层的 厚度设置为不小于25微米。进一步优选的，所述锋侣儀合金层的厚度为60微米。上述厚度的 锋侣儀合金层使得本实用新型的杆塔的防护锻层的性能更加优异。
[0007] 所述锋侣儀合金层是由W下质量分数的组分组成:Mgl~3% ,Al 10~15% ,Fe 8 ~10%，Zn70~80%，优选的为，Mg2.63% ,Al 12.78%，Fe8.74%，Zn75.85%，。
[000引优选的，根据杆塔使用的环境特性，使锻层的防护性能更好，将中间层的厚度设置 为50~300微米，进一步优选的，所述中间层的厚度为200微米。
[0009] 其中，优选的，所述=元反应层的厚度为30~200微米，进一步优选的，=元反应层 的厚度为120微米。
[0010] 所述S元反应层是由W下质量分数的组分组成：Mg2~9% ,Al 7~9% ,Fe 3~ 12%，Zn70 ~80%。
[0011] 优选的，共晶过渡层的厚度为20~150微米，进一步优选的，共晶过渡层的厚度为 80微米。
[0012] 所述共晶过渡层是由W下质量分数的组分组成：Mgl~4%，A16~12% ,Fe 1~ 45%，Zn70 ~91%。
[0013] 优选的，根据杆塔使用的环境特性，为使防护锻层的性能更加优异，将助锻结合层 的厚度设置为20~200微米，进一步优选的，助锻结合层的厚度为100微米。
[0014] 所述助锻结合层是由W下质量分数的组分组成：Mgl~2% ,Al 8~9%，Fe20~ 30%，Zn60 ~65%。
[0015] 优选的，为使整体防护锻层的结构更加稳定，所述助锻结合层、中间层和锋侣儀合 金层的的厚度比例为(2~10): (5~20):(1~10)。进一步优选的，助锻结合层、中间层和锋 侣儀合金层的的厚度比例为5:10:3。
[0016] 其中，=元反应层和共晶过渡层的厚度比例为(2~8): (1:5)。优选的，=元反应层 和共晶过渡层的厚度比例为3:2。
[0017] 本发明还提供一种涂覆所述的防护锻层结构的杆塔。
[0018] 本实用新型的杆塔锻层具有环保特性，环保特性主要来源于锻层助锻过程采用无 锭、低溫的助锻剂，成分为m质量百分数计）：ZnCl235 % -45 % ; SnCl24.5 % -6.5 % ; 出〇2〇. 5-2 % ; ZT601表面活性剂0.5 % -I % ;复合表面活性剂0.1 % -0.5 %，其余为水。无锭特 性在助锻中，可减低氨离子的排放，降低对环境的污染。
[0019] 本实用新型的有益效果是：
[0020] (1)通过结构控制，本实用新型的杆塔锻层分为四层，四层的结构协同作用，共同 使得杆塔防护锻层的结构更加稳定、可控、有较高的耐腐蚀性能，并且涂覆在杆塔上，由于 其四层结构的结合，使得能够承受室外的恶劣环境。
[0021] (2)本实用新型的助锻结合层作为杆塔钢铁材料的打底层不仅对杆塔钢铁材料起 到保护作用，并且能够提高最外层的锋侣儀合金层与杆塔钢铁材料之间的结合作用。
[0022] (3)本实用新型中的中间层为过渡层能够降低膜层应力，使杆塔钢铁材料、助锻结 合层与锋侣儀合金层=者牢固结合。
[0023] 根据反应状态特点，中间层又分为=元反应层和共晶过渡层，两者的存在使得锻 层中间层的结构性能更加优异，经过长期实践得到，由于=元反应层和共晶过渡层的共同 存在，使得杆塔锻层的性能更加优异。
[0024] (4)本实用新型中的锋侣儀合金层作为杆塔钢铁材料最基本的保护层，设于基体 的外层，使杆塔钢铁材料表面与空气隔绝，并且赋予杆塔钢铁材料耐腐蚀的性能。
[0025] (5)本实用新型的杆塔锻层结构均匀，形貌良好，且分为四层，使锻层结构受到控 审IJ，达到稳定的制备效果。
【附图说明】
[0026] 图1是本实用新型的杆塔锻层截面结构示意图。
[0027] 图2本实用新型制备过程示意图。
[00%]其中，1、助锻结合层，2、中间层，2-1、=元反应层，2-2、共晶过渡层，3、锋侣儀合金 层，4、杆塔基体，5、碱洗装置，6、第一水洗装置，7、酸洗装置，8、第二水洗装置，9、助锻槽， 10、烘干装置，11、热浸锻装置。
【具体实施方式】
[00巧]实施例1
[0030] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0031] 如图2所示，一种杆塔锻层结构的制备方法，包括如下过程：
[0032] (1)将杆塔基体4钢铁材料依次碱洗装置5、第一水洗装置6、酸洗装置7、第二水洗 装置8进行表面清洁处理。
[0033] (2)清洁后的杆塔基体4钢铁材料进入助锻槽9，进行表面改性助锻。
[0034] 所述助锻结合层1采用无锭、低溫的助锻剂制备得到，助锻剂是由W下质量分数的 成分组成：ZnCl235%-45% ;SnCl24.5%-6.5% ;出〇2〇.5-2% ;ZT601 表面活性齐 1扣.5%-1% ; 复合表面活性剂〇.1%-〇.5%，其余为水。所述复合表面活性剂为脂肪醇酸硫酸钢、脂肪醇 聚氧乙締酸、全氣辛基横酷季舰化物或脂肪酸二乙醇胺中的一种及其混合物。无锭特性在 助锻中，可减低氨离子的排放，降低对环境的污染。
[0035] (3)表面上带有助锻结合层1的杆塔基体4进入烘干装置10进行干燥处理。
[0036] (4)干燥后的杆塔基体4钢铁材料进入热浸锻装置11进行热浸锻处理，表面制备锋 侣儀合金层3，并反应制备得到助锻结合层1和中间层2，经过反应W后根据反应状态，中间 层2分为=元反应层2-1和共晶过渡层2-2。其中热浸锻装置11中设有锋侣儀合金液，锋侣儀 合金液是由W下质量分数的成分组成:5 % -30 % Al; 1 % -10 % Mg，其余为锋。
[0037] 如图1所示的锻层截面结构示意图，利用W上方法制备得到的杆塔防护锻层，与杆 塔基体相连接的由内到外依次包括助锻结合层1、中间层2和锋侣儀合金层3，所述中间层包 括依次连接的=元反应层2-1和共晶过渡层2-2,其中，共晶过渡层2-2与锋侣儀合金层3连 接。
[0038] 根据杆塔的使用的环境特性，使锻层的防护性能更好，将锋侣儀合金层的厚度设 置为不小于25微米。本实施例锋侣儀合金层的厚度为60微米，所述中间层的厚度为200微 米。助锻结合层的厚度为100微米。其中，=元反应层的厚度为120微米，共晶过渡层的厚度 为80微米。
[0039] 为使共晶过渡层2-3和S元反应层2-2形貌更加优良，制备时助锻时间不小于40s， 热浸锻时间不小于25s，锋侣儀合金液能够与杆塔基体4钢铁材料反应。
[0040] 为使助锻结合层1能够充分与杆塔基体4钢铁材料之间反应，助锻后的烘干溫度不 小于85°C，助锻剂中的助锻物质能充分促进锋侣儀合金液与杆塔基体4钢铁材料之间的反 应。
[0041] 如表1所示，本实用新型制备的杆塔锻层具有优异的组织形貌和耐蚀性能，锻层成 分XPS分析表，所获得锻层成分分布均匀稳定，具有优异的组织结构，处理选项：已分析所有 元素（已归一化），谱图1测的是锋侣儀合金锻层3,谱图2、5和6测的是共晶过渡层2-2,谱图3 和7测的是=元反应层2-1，谱图4测的是助锻结合层1。
[0042] 表1锻层成分成分分析（％ )
[0044]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新 型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领 域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范 围W内。
【主权项】
1. 一种杆塔防护镀层结构，其特征是:该结构用于包裹杆塔，其由内到外依次为助镀结 合层、中间层和锌铝镁合金层，所述中间层由内到外依次为三元反应层和共晶过渡层。2. 如权利要求1所述的防护镀层结构，其特征是:所述锌铝镁合金层的厚度为不小于25 微米。3. 如权利要求1所述的防护镀层结构，其特征是:所述中间层的厚度为50~300微米。4. 如权利要求1所述的防护镀层结构，其特征是:所述三元反应层的厚度为30~200微 米。5. 如权利要求1所述的防护镀层结构，其特征是:所述共晶过渡层的厚度为20~150微 米。6. 如权利要求1所述的防护镀层结构，其特征是:所述助镀结合层的厚度为20~200微 米。7. 如权利要求1~6中任一项所述的防护镀层结构，其特征是:所述助镀结合层、中间层 和锌铝镁合金层的的厚度比例为(2~10): (5~20): (1~10)。8. 如权利要求7所述的防护镀层结构，其特征是:所述助镀结合层、中间层和锌铝镁合 金层的的厚度比例为5:10:3。9. 如权利要求1~6中任一项所述的防护镀层结构，其特征是:所述三元反应层和共晶 过渡层的厚度比例为(2~8): (1:5)。10. -种涂覆权利要求1~9中任一项所述的防护镀层结构的杆塔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种杆塔防护镀层结构，该结构用于包裹杆塔，其由内到外依次为助镀结合层、中间层和锌铝镁合金层，所述中间层由内到外依次为三元反应层和共晶过渡层。通过结构控制，本实用新型的杆塔镀层分为四层，四层的结构协同作用，共同使得杆塔防护镀层的结构更加稳定、可控、有较高的耐腐蚀性能，并且涂覆在杆塔上，由于其四层结构的结合，使得能够承受室外的恶劣环境。
【IPC分类】E04H12/08, C23C2/06
【公开号】CN205296965
【申请号】
【发明人】郭凯, 岳增武, 李辛庚, 闫风洁, 曹建梅, 王晓明, 王学刚, 傅敏, 李文静, 李晓宇
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月2日