CN205296965U - 一种杆塔防护镀层结构 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种杆塔钢铁材料表面处理技术，特别涉及一种杆塔防护镀层结构。
背景技术
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镀锌防护技术，采用热浸镀锌铝镁合金镀层比纯锌镀层拥有更优异的耐蚀性能，成为目前研究热点。在钢铁材料热浸镀锌铝镁合金过程中，镀池的作用是将钢铁材料通过特定的角度进入助镀剂中，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镀纯锌工艺中，采用的助镀池不具备自动搅拌功能，钢铁材料热浸镀锌铝镁专用合金成分较多，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AlCl3，使镀层不均匀等缺陷；Mg元素含量超过0.05％时，镀层会出现脱落，镀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镀锌铝镁合金镀层质量差、容易产程漏镀、不均匀等缺陷。
实用新型内容
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镀层结构，该镀层结构为四层，使杆塔钢铁材料表面具有较高的耐蚀性能。
本实用新型采用以下技术方案：
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。
优选的，根据杆塔使用的环境特性，为使镀层的防护性能更好，将锌铝镁合金层的厚度设置为不小于25微米。进一步优选的，所述锌铝镁合金层的厚度为60微米。上述厚度的锌铝镁合金层使得本实用新型的杆塔的防护镀层的性能更加优异。
所述锌铝镁合金层是由以下质量分数的组分组成：Mg1～3％，Al10～15％，Fe8～10％，Zn70～80％，优选的为，Mg2.63％，Al12.78％，Fe8.74％，Zn75.85％，。
优选的，根据杆塔使用的环境特性，使镀层的防护性能更好，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。
其中，优选的，所述三元反应层的厚度为30～200微米，进一步优选的，三元反应层的厚度为120微米。
所述三元反应层是由以下质量分数的组分组成：Mg2～9％，Al7～9％，Fe3～12％，Zn70～80％。
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。
所述共晶过渡层是由以下质量分数的组分组成：Mg1～4％，Al6～12％，Fe1～45％，Zn70～91％。
优选的，根据杆塔使用的环境特性，为使防护镀层的性能更加优异，将助镀结合层的厚度设置为20～200微米，进一步优选的，助镀结合层的厚度为100微米。
所述助镀结合层是由以下质量分数的组分组成：Mg1～2％，Al8～9％，Fe20～30％，Zn60～65％。
优选的，为使整体防护镀层的结构更加稳定，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)。进一步优选的，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。
其中，三元反应层和共晶过渡层的厚度比例为(2～8)：(1:5)。优选的，三元反应层和共晶过渡层的厚度比例为3:2。
本发明还提供一种涂覆所述的防护镀层结构的杆塔。
本实用新型的杆塔镀层具有环保特性，环保特性主要来源于镀层助镀过程采用无铵、低温的助镀剂，成分为(以质量百分数计)：ZnCl235％-45％；SnCl24.5％-6.5％；H2O20.5-2％；ZT601表面活性剂0.5％-1％；复合表面活性剂0.1％-0.5％，其余为水。无铵特性在助镀中，可减低氨离子的排放，降低对环境的污染。
本实用新型的有益效果是：
(1)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。
(2)本实用新型的助镀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锌铝镁合金层与杆塔钢铁材料之间的结合作用。
(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、助镀结合层与锌铝镁合金层三者牢固结合。
根据反应状态特点，中间层又分为三元反应层和共晶过渡层，两者的存在使得镀层中间层的结构性能更加优异，经过长期实践得到，由于三元反应层和共晶过渡层的共同存在，使得杆塔镀层的性能更加优异。
(4)本实用新型中的锌铝镁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。
(5)本实用新型的杆塔镀层结构均匀，形貌良好，且分为四层，使镀层结构受到控制，达到稳定的制备效果。
附图说明
图1是本实用新型的杆塔镀层截面结构示意图。
图2本实用新型制备过程示意图。
其中，1、助镀结合层，2、中间层，2-1、三元反应层，2-2、共晶过渡层，3、锌铝镁合金层，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、助镀槽，10、烘干装置，11、热浸镀装置。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图2所示，一种杆塔镀层结构的制备方法，包括如下过程：
(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。
(2)清洁后的杆塔基体4钢铁材料进入助镀槽9，进行表面改性助镀。
所述助镀结合层1采用无铵、低温的助镀剂制备得到，助镀剂是由以下质量分数的成分组成：ZnCl235％-45％；SnCl24.5％-6.5％；H2O20.5-2％；ZT601表面活性剂0.5％-1％；复合表面活性剂0.1％-0.5％，其余为水。所述复合表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟辛基磺酰季碘化物或脂肪酸二乙醇胺中的一种及其混合物。无铵特性在助镀中，可减低氨离子的排放，降低对环境的污染。
(3)表面上带有助镀结合层1的杆塔基体4进入烘干装置10进行干燥处理。
(4)干燥后的杆塔基体4钢铁材料进入热浸镀装置11进行热浸镀处理，表面制备锌铝镁合金层3，并反应制备得到助镀结合层1和中间层2，经过反应以后根据反应状态，中间层2分为三元反应层2-1和共晶过渡层2-2。其中热浸镀装置11中设有锌铝镁合金液，锌铝镁合金液是由以下质量分数的成分组成：5％-30％Al；1％-10％Mg，其余为锌。
如图1所示的镀层截面结构示意图，利用以上方法制备得到的杆塔防护镀层，与杆塔基体相连接的由内到外依次包括助镀结合层1、中间层2和锌铝镁合金层3，所述中间层包括依次连接的三元反应层2-1和共晶过渡层2-2，其中，共晶过渡层2-2与锌铝镁合金层3连接。
根据杆塔的使用的环境特性，使镀层的防护性能更好，将锌铝镁合金层的厚度设置为不小于25微米。本实施例锌铝镁合金层的厚度为60微米，所述中间层的厚度为200微米。助镀结合层的厚度为100微米。其中，三元反应层的厚度为120微米，共晶过渡层的厚度为80微米。
为使共晶过渡层2-3和三元反应层2-2形貌更加优良，制备时助镀时间不小于40s，热浸镀时间不小于25s，锌铝镁合金液能够与杆塔基体4钢铁材料反应。
为使助镀结合层1能够充分与杆塔基体4钢铁材料之间反应，助镀后的烘干温度不小于85℃，助镀剂中的助镀物质能充分促进锌铝镁合金液与杆塔基体4钢铁材料之间的反应。
如表1所示，本实用新型制备的杆塔镀层具有优异的组织形貌和耐蚀性能，镀层成分XPS分析表，所获得镀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测的是锌铝镁合金镀层3，谱图2、5和6测的是共晶过渡层2-2，谱图3和7测的是三元反应层2-1，谱图4测的是助镀结合层1。
表1镀层成分XPS成分分析(％)
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以内。
Claims (10)
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)。
10.一种涂覆权利要求1～9中任一项所述的防护镀层结构的杆塔。
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