[发明专利]钢芯表面镀高耐蚀Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线

说明书

技术领域

本发明属于电力工业领域，具体涉及一种钢芯表面镀高耐蚀Ni-P-植酸非晶镀层的铝绞钢芯线及其制备方法。

背景技术

钢芯铝绞线的钢芯一般为镀锌钢或铝包钢芯铝绞线，以提高钢的耐蚀性能或通过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已得到部分应用。但加入新合金镀层的生产工艺中熔融合金需要较高温度，导致钢丝制品的抗拉强度比浸镀前有明显下降。采取浸镀后“二次拉拔”技术，虽然可以提高其力学性能，但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（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，其技术关键是在磷化钝化的钢丝表面涂敷有机硅涂料。但本发明只要在钢芯表面直接进行化学镀。

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，然后将零件取出，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，因此，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。此外，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，是所有镀锌钢芯的表面处理方法中成本较低且最有前景的工艺方法。

植酸学名为环己六醇六磷酸酯，分子式：C₆H₁₈O₂₄P₆，分子量：660.04，是一种淡黄色或淡褐色的浆状液体，密度1.285，折射率1.391，在水、乙醇、丙酮中具有良好溶解性，但几乎不溶于无水乙醚、苯、已烷、氯仿。植酸分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，每个植酸分子可提供六对氢原子，使自由基的电子形成稳定结构，因此植酸对绝大多数金属离子有极强的络合能力，其络合力与EDTA相似，但比EDTA的应用范围更广。植酸及其盐的巨大螯合势能，赋予其优良的抗腐蚀性，科学试验证明在金属和合金表面上的植酸盐涂层具有抗蚀性，在金属与聚合物涂层间也具有优良的粘合性。因此，植酸在金属磷化工艺、水性防腐蚀涂料的研发及金属表面清洗剂中的多功能助剂等金属防护领域中有着不俗的表现。而用铬酸处理钢件表面的抗蚀性远不及用植酸处理的效果好。并且铬酸盐对人体有毒害作用，对环境危害很大，产生的废液需要无害化处理。陈自然等（陈自然，张粤鹏.植酸在电镀工业中的应用.材料保护，1992, 25(9):41-42.）研究了植酸在电镀锌和铁镍合金中的应用，发现植酸不仅可以代替氰化物，而且将植酸用在前处理中还可以提高镀层和基材的结合力。植酸也可以应用于各种化学镀液中，侯新初等（侯新初，赵东保，黄聚亮等.化学镀镍新工艺.河南化工，1997(9):19-20）采用植酸与柠檬酸的复配作为化学镀镍的配位体，获得了稳定的化学镀镍液。但不同的pH值和温度对植酸的配位能力有一定的影响，应该根据镀液情况调节合适的pH值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢芯表面镀高耐蚀Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线，采用化学镀技术在钢芯或钢丝表面形成Ni-P-植酸非晶镀层，使制得的钢芯不仅耐蚀耐候性能优异，而且能保持钢丝原有的力学性能，更重要的是，具有非晶镀层的钢芯在盐雾实验和强振动后仍能保持良好的耐蚀性和与钢芯或钢丝的结合力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢芯表面镀高耐蚀Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线，是将钢芯经除油、喷砂或喷丸、化学镀层后与铝绞线铰接，制得所述钢芯铝绞线。

具体包括以下步骤：

1）钢芯除油：将镀锌钢线或钢丝绞制成的钢芯放入沸腾的质量分数为10%NaOH溶液中处理5min以去油，水洗烘干；

2）喷砂或喷丸：用石英砂或钢丸对步骤1）处理后的钢芯进行喷砂或喷丸处理，以除锈并增加钢丝的抗疲劳性能；

3）化学镀层：将步骤2）处理后的钢芯放入镀液中，控制反应温度80-90℃，搅拌反应2h后水洗烘干；所得镀层的厚度为10-30μm；

4）铰接：将步骤3）含Ni-P非晶镀层的钢芯用一层或多层铝绞线铰接缠绕，制得成品。