CN104134498A - 一种钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线，制备方法包括以下步骤：钢芯除油、喷砂或喷丸、化学镀Ni-P非晶涂层、水洗、烘干、绞接铝线。该钢芯铝绞线的钢芯（单层或多层）表面经过化学镀Ni-P非晶镀层，延长钢芯的使用寿命。制造工艺技术简单，仅在镀锌钢表面直接进行化学镀即可。

Description

一种钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线

技术领域

    本发明涉及一种钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线。

背景技术

钢芯铝绞线的钢芯一般为镀锌钢，以提高钢的耐蚀性能；或者铝包钢芯铝绞线，以降低钢芯与铝绞线的电化学电位差，减轻电偶腐蚀。为了进一步提高耐蚀性能，添加稀土或Mg、Sn等新合金镀层的钢芯制品业得到部分应用。但加入新合金镀层的生产工艺中熔融合金温度较高，导致钢丝制品的抗拉强度比浸镀前有明显下降。即便采取浸镀后“二次拉拔”技术，可以提高其力学性能，但这对镀层质量提出了更高要求，也增加了制品的生产成本。

一种高耐蚀高强度复合钢丝及制造工艺（专利号 02135762.5 ，公开号CN 1405795A）提供了一种高耐蚀、高强度的新型复合线材，特别适用于架空导线的加强钢芯线或钢绞线，技术关键是在磷化钝化的钢丝表面，涂敷有机硅涂料。

化学镀是一种在无外加电流的状态下，利用镀液中的还原剂在活化工件表面上自催化还原沉积，从而得到镀层的方法。Ni-P化学镀是以次磷酸盐为还原剂将镀液中的镍离子还原成金属镍，沉积到零件表面上，直至达到所需要的厚度，将零件取出，反应就会停止。化学镀镍的同时，磷酸盐本身也会被还原，共同沉积到金属零件的表面上，所得镀层为镍磷二元合金。通过调整P的含量，就可以获得不同物相的Ni-P镀层。一般对于二元Ni-P，P含量超过8%就可以获得非晶镀层。化学镀操作方便、工艺简单，化学镀镍可以使钢芯（单层或多层）的耐蚀性和耐磨性有较大程度地提高，并且不受形状的限制，是所有镀锌钢芯表面处理方法中成本较低且最有前景的工艺方法。

化学镀Ni-P非晶涂层的方式很多，配方也很多，既有二元的Ni-P，也可以增加Co，W，Al，SiC甚至PTFE等改善其耐蚀性和机械性能。以钢为基体的Ni-P镀技术已较成熟，并且取得广泛应用。但用于钢芯铝绞线的钢芯上却无相关报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线，该钢芯铝绞线的钢芯（单层或多层）表面经过化学镀Ni-P非晶镀层，延长钢芯的使用寿命。制造工艺技术简单，仅在镀锌钢表面直接进行化学镀即可。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种在钢芯铝绞线钢芯表面镀上高耐蚀Ni-P非晶涂层的方法包括以下步骤：钢芯除油、喷砂或喷丸、化学镀Ni-P非晶涂层、水洗、烘干、绞接铝线。所述的Ni-P非晶涂层的厚度<2μm。

具体步骤如下：

（1）镀锌钢芯经沸腾的质量分数为10%的NaOH溶液处理5分钟去油，水洗、烘干；

（2）用石英砂对其表面进行喷砂或钢丸进行喷丸除锈处理；

（3）化学镀含有Ni-P的非晶涂层；

镀液配方：硫酸镍30g/L、次亚磷酸钠36g/L、柠檬酸15g/L、乳酸25ml/L、氟化钠1g/L、丁二酸5g/L、丙酸5ml/L；化学镀温度80~90℃，pH=5.0，施镀时间为2h；

（4）水洗、烘干，绞接铝线。制得的钢芯铝绞线是由外层铝股线和中心表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的镀锌钢芯绞制而成；铝股线可以一层，也可以多层。

本发明的显著优点在于：在原镀锌钢钢芯的基础上，采用化学镀在钢芯铝绞线的钢芯（单层或多层）表面形成Ni-P非晶镀层。该镀层不仅耐蚀耐候性能优异，而且保持钢芯原有力学性能不变，更重要的是具有非晶镀层的钢芯在盐雾实验和强振动后能保持良好的耐蚀性。

本发明复合钢丝的结构是以钢芯（单层或多层）为基体，进行化学镀Ni-P基非晶涂层，所制备的铝绞线可以达到很好的耐蚀效果，整个操作过程简单。

具体实施方式

实施例1

1、2mm的镀锌钢线经沸腾的质量分数为10%的NaOH溶液处理5分钟去油，水洗烘干；

2、用石英砂对其表面进行喷砂处理，主要目的是除锈，并增加钢丝的抗疲劳性能；

3、化学镀含有Ni-P的非晶涂层。最常用：硫酸镍（30g/L）、次亚磷酸钠(36g/L)、柠檬酸(15g/L)、乳酸（25ml/L）、氟化钠（1g/L）、丁二酸（5g/L）、丙酸（5ml/L），温度80~90℃，pH控制在5，施镀2h。

4、水洗，烘干，被覆外层铝绞线。

检测：将Ni-P非晶镀层钢丝、Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线和市售同规格的钢芯铝绞线分别模拟沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）、沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）等气候条件，对涂层进行显微分析。浸泡时间24h。拆开钢丝铝绞线后，发现Ni-P非晶镀层钢芯以及Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线的钢丝均无变化，而没有镀层的钢芯铝绞线的钢芯（普通镀锌钢）在上述溶液中均有程度不同的腐蚀，其中在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）中，钢芯表面产生大量气泡，取出后发现腐蚀较为严重。浸泡时间48h，拆开钢丝铝绞线后，发现Ni-P非晶镀层钢芯以及Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线的钢丝在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）开始表面有腐蚀小孔，这可能与H⁺有关，而在沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）等气候条件下基本无腐蚀。没有镀层的钢芯铝绞线的钢芯（普通镀锌钢）在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）中尺寸减小，在沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）锈迹斑斑。因为只有钢丝表面有镀层，所以铝股线在上述溶液中均遭受腐蚀，但可以提高钢丝-铝股线间的耐蚀性，延长钢丝的使用寿命。

实施例2

1、7股直径为2mm的镀锌钢线绞制而成的钢芯，经沸腾的质量分数为10%的NaOH溶液处理5分钟去油，水洗烘干；

2、用石英砂对其表面进行喷砂处理，主要目的是除锈，并增加钢丝的抗疲劳性能；

3、化学镀含有Ni-P的非晶涂层。最常用：硫酸镍（30g/L）、次亚磷酸钠(36g/L)、柠檬酸(15g/L)、乳酸（25ml/L）、氟化钠（1g/L）、丁二酸（5g/L）、丙酸（5ml/L），温度80~90℃，pH控制在5，施镀2h。

4、水洗，烘干，铰接外层铝绞线。

检测：将Ni-P非晶镀层钢芯、Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线和市售同规格的钢芯铝绞线分别模拟沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）、沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）等气候条件，对涂层进行显微分析。浸泡时间24h。拆开钢芯铝绞线后，发现Ni-P非晶镀层钢芯以及Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线的钢丝均无变化，而没有镀层的钢芯铝绞线的钢芯（普通镀锌钢）在上述溶液中均有程度不同的腐蚀，其中在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）中，钢芯表面产生大量气泡，取出后发现腐蚀较为严重。浸泡时间48h，拆开钢芯铝绞线后，发现Ni-P非晶镀层钢芯以及Ni-P非晶镀层钢芯铝绞线的钢丝在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）开始表面有腐蚀小孔，这可能与H⁺有关，而在沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）等气候条件下基本无腐蚀。没有镀层的钢芯铝绞线的钢芯（普通镀锌钢）在沿海工业区（3%的NaCl+3% NaHSO₃）、工业区（3% NaHSO₃）中尺寸减小，在沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H₂O）锈迹斑斑。因为只有铰接钢芯表面有镀层，所以铝股线在上述溶液中均遭受腐蚀，但可以提高钢丝-铝股线间的耐蚀性，延长钢芯的使用寿命。

本发明解决了钢芯铝绞线表面不能长期有效的耐腐蚀问题，解决了镀锌钢在架空铝绞线中因电偶腐蚀而导致的钢芯力学性能下降的问题。镀锌钢丝/钢芯表面含Ni-P非晶镀层后适用于有酸、碱、盐，高温潮湿，低温寒冻等复杂场合，特别适用于沿海常年风动场合，抗疲劳性能优异。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种在钢芯铝绞线钢芯表面镀上高耐蚀Ni-P非晶涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：钢芯除油、喷砂或喷丸、化学镀Ni-P非晶涂层、水洗、烘干、绞接铝线。

2.根据权利要求1所述的在钢芯铝绞线钢芯表面镀上高耐蚀Ni-P非晶涂层的方法，其特征在于：所述的Ni-P非晶涂层的厚度<2μm。

3.根据权利要求1所述的在钢芯铝绞线钢芯表面镀上高耐蚀Ni-P非晶涂层的方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）镀锌钢芯经沸腾的质量分数为10%的NaOH溶液处理5分钟去油，水洗、烘干；

（2）用石英砂对其表面进行喷砂除锈处理；

（3）化学镀含有Ni-P的非晶涂层；

镀液配方：硫酸镍30g/L、次亚磷酸钠36g/L、柠檬酸15g/L、乳酸25ml/L、氟化钠1g/L、丁二酸5g/L、丙酸5ml/L；化学镀温度80~90℃，pH=5.0，施镀时间为2h；

（4）水洗、烘干，绞接铝线。

4.一种如权利要求1所述的方法制得的钢芯表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的铝绞线，其特征在于：制得的钢芯铝绞线是由外层铝股线和表面镀有高耐蚀Ni-P非晶涂层的镀锌钢芯绞制而成；铝股线为单层或多层。