CN103343313A

CN103343313A - 一种提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法

Info

Publication number: CN103343313A
Application number: CN2013102685598A
Authority: CN
Inventors: 杨迎春; 刘荣海; 吴章勤; 艾川; 孙成刚; 王进; 许宏伟
Original assignee: Yunnan Power Grid Corp Technology Branch; Yunnan Electric Power Experimental Research Institute Group Co Ltd of Electric Power Research Institute
Current assignee: Yunnan Power Grid Corp Technology Branch; Yunnan Electric Power Experimental Research Institute Group Co Ltd of Electric Power Research Institute
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: CN103343313B

Abstract

一种提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法，利用热喷涂技术在金具磨损面喷涂一层金属膜，以提高其耐磨性能。根据输电线路悬垂金具的材料特性、结构尺寸和运行环境，选取合适的热喷涂材料、喷涂方式、喷涂距离和喷涂厚度等工艺参数，在金具磨损面上喷涂一层金属膜，可以提高悬垂金具的耐磨性，延长其使用寿命。本发明提出了一种用于提高悬垂金具耐磨性的方法及其工艺，方法操作简便，经济性高，具有显著提高悬垂金具耐磨性的优点。

Description

一种提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法

技术领域

本发明涉及一种适用于提高各电压等级输电线路悬垂金具耐磨性的方法，特别是一种利用热喷涂技术来提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法。

背景技术

输电线路悬垂金具在运行中会逐渐发生磨损，严重时会导致掉串和断线，提高金具的耐磨性以延长金具使用寿命对减少运行和维护工作量、保障线路安全运行就具有显著意义。

目前，输电线路悬垂金具常用的材料为铸铁、铸钢和铝合金，为了提高金具的耐磨性用寿命，目前的方法主要有通过热处理和在结合处施加MoS₂固体润滑剂这两种方法，但铝合金不能进行渗氮和渗碳处理，且此种方法深度较浅，MoS₂提高耐磨性效果明显，但是在自然界恶劣气象条件下容易失效。

热喷涂是利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术，是我国重点推广的一种表面强化的新技术。

热喷涂技术的特点：（1）可在各种基体上制备各种材质涂层；（2）基体温度低；（3）操作灵活；（4）涂层厚度范围广。

涂层形成的大致过程是：涂层材料经加热熔化和加速、撞击基体，冷却凝固，形成涂层。其中涂层材料的加热、加速和凝固过程是三个最主要的方面。涂层主要是由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、夹杂和孔隙组成。

热喷涂工艺流程包括基体表面预处理、热喷涂、后处理、精加工等过程。经过热喷涂处理后可以改变原材料的表面原貌，对提高材料的耐磨性以及抗腐蚀性有显著影响，为一些长期用于室外的材料提高其使用寿命奠定了基础。

本发明通过热喷涂技术来提高悬垂金具耐磨性的方法，提高悬垂金具的耐磨性,可以延长悬垂金具的使用寿命，减少因磨损导致的掉串和掉线，对于保障输电线路安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是采用热喷涂技术对输电线路悬垂金具的母材（45#钢）喷涂某一特定成分的材料，使其在母材表面形成一层表面涂层，以达到提高悬垂金具耐磨的效果。

本发明是通过下列技术方案来实现的。

一种提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法，本发明特征在于，利用热喷涂技术在金具磨损面喷涂一层金属膜：其工艺步骤及参数包括：（1）输电线路悬垂金具磨损面热处理和表面处理；对悬垂金具进行退火热处理，加热温度400℃-720℃之间，加热速度150℃-200℃/h之间，保温时间根据工件厚度来确定，位于1h/20mm-1h/15mm之间，冷却速度控制在100℃-200℃之间；对悬垂金具磨损面进行表面粗化处理，处理后的表面平均粗糙度Ra位于10μm-1000μm之间；（2）利用有机清洗剂去除磨损面的油脂和其他杂物，在自然条件下晾干；（3）喷涂环境温度不低于5℃，湿度低于70%RH，风速小于1m/s；（4）喷涂丝材料的化学成分满足C≤0.10，11.0≤Mn≤18.0，Si≤1.30，Mo≤2.50；（5）喷涂距离位于50cm-150cm之间，送丝速度位于1mm/s-10mm/s；喷涂厚度小于1mm，压缩空气喷射速度小于3m/s；（6）喷涂后的悬垂金具自然冷却；（7）喷涂后的悬垂金具进行表面打磨去糙处理。

本发明的有益效果是，根据输电线路悬垂金具的结构特点、运行环境、材料特性，选择合适的热喷涂材料、喷涂厚度、喷涂方式来提高金具的耐磨性，延长输电线路悬垂金具的运行寿命，对保证电网的稳定运行，减少经济损失，具有重要的社会和经济效益。

附图说明

图1为热喷涂及其喷涂距离的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

（1）对输电线路悬垂金具磨损面进行热处理和表面处理。对悬垂金具进行退火热处理，加热温度400℃-720℃之间，加热速度150℃-200℃/h之间，保温时间根据工件厚度来确定，位于1h/20mm-1h/15mm之间，冷却速度控制在100℃-200℃之间；对悬垂金具磨损面进行表面粗化处理，处理后的表面平均粗糙度Ra位于10μm-1000μm之间。

（2）对上述悬垂金具进行清洗晾干。利用有机清洗剂去除磨损面的油脂和其他杂物，在自然条件下晾干。

（3）选取合适的喷涂环境（温度、湿度和风速）。喷涂环境温度不低于5℃，湿度低于70%RH，风速小于1m/s。

（4）根据悬垂金具的材料特性（如热涨冷缩）与运行环境（温度、湿度），选取合适的热喷涂材料。喷涂材料的材料成分满足C≤0.10，11.0≤Mn≤18.0，Si≤1.30，Mo≤2.50。

（5）根据悬垂金具的设计结构与尺寸，选取合适的喷涂厚度和喷涂方式。对碗头等磨损面为曲面，且喷涂空间狭小的金具，其喷涂厚度小于1mm，喷涂方式采用远距离（喷涂距离如附图1所示）喷涂，喷涂距离位于150cm-250cm之间；对磨损面为平面，且面积较大的金具，可采用近距离喷涂，喷涂距离位于50cm-150cm之间，喷涂厚度小于1mm。

（6）对清洗后的悬垂金具进行热喷涂。通过喷涂时间、送丝速度、喷涂距离来控制喷涂层厚度。喷涂厚度较大时，采用多次喷涂、层层覆盖的方式来完成；根据不同的喷涂厚度，送丝速度位于1mm/s-10mm/s之间，压缩空气喷射速度小于3m/s；；喷涂厚度较大时，喷涂距离选择在50cm-150cm之间，喷涂厚度较小时，喷涂距离选在150cm-250cm之间。

（7）将喷涂后的悬垂金具自然冷却。

（8）对喷涂后的悬垂金具进行表面打磨去糙处理。

（9）对热喷涂的悬垂金具与未喷涂的金具进行摩擦试验，对比得到热喷涂材料提高悬垂金具耐磨性的结果。

Claims

1.一种提高输电线路悬垂金具耐磨性的方法，其特征在于，利用热喷涂技术在金具磨损面喷涂一层金属膜：其工艺步骤及参数包括：（1）输电线路悬垂金具磨损面热处理和表面处理；对悬垂金具进行退火热处理，加热温度400℃-720℃之间，加热速度150℃-200℃/h之间，保温时间根据工件厚度来确定，位于1h/20mm-1h/15mm之间，冷却速度控制在100℃-200℃之间；对悬垂金具磨损面进行表面粗化处理，处理后的表面平均粗糙度Ra位于10μm-1000μm之间；（2）利用有机清洗剂去除磨损面的油脂和其他杂物，在自然条件下晾干；（3）喷涂环境温度不低于5℃，湿度低于70%RH，风速小于1m/s；（4）喷涂丝材料的化学成分满足C≤0.10，11.0≤Mn≤18.0，Si≤1.30，Mo≤2.50；（5）喷涂距离位于50cm-150cm之间，送丝速度位于1mm/s-10mm/s；喷涂厚度小于1mm，压缩空气喷射速度小于3m/s；（6）喷涂后的悬垂金具自然冷却；（7）喷涂后的悬垂金具进行表面打磨去糙处理。