[发明专利]一种接地工程用镀铜圆钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种接地工程用镀铜圆钢的制备方法，属于冶金钢材技术领域。本发明先将圆钢依次用水、碳酸钠溶液洗涤，再经酸洗和去离子水洗涤后浸泡于含有多巴胺等有效成分的预制混合溶液中，利用多巴胺在弱碱性条件下，在圆钢表面附着，并利用水中溶解氧在圆钢表面发生氧化自聚，形成强力粘附层，再配合多巴胺的络合作用，络合溶液中的铜离子，并均匀吸附于圆钢表面，在电镀过程中，以圆钢为阴极，石墨为阳极，实现在圆钢表面均匀沉积铜的目的，最后经洗涤干燥制得接地工程用镀铜圆钢，本发明所得镀铜圆钢镀层均匀，且粘附力强，不易脱落，所用电镀液对环境污染小，有效解决了传统镀铜圆钢氰化镀铜所得镀层厚度不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及一种冶金钢材，尤其涉及一种接地工程用镀铜圆钢的制备方法。

背景技术

接地网用于变电站(换流站)交直流设备接地及防雷保护接地，对电力系统的安全运行起着重要作用。随着电力系统电压等级的升高以及其容量的增大，故障电流和入地电流也越来越大，因接地网而发生或扩大的事故屡有发生。变电站接地网因其在系统安全中的重要地位，以及其一次性建设、维护困难的特性，在工程建设中受到重视。另外，接地技术在设计及施工时不易控制，是工程建设中的难点之一。因此，接地问题越来越受到重视。

由于钢材价格便宜，我国绝大部分地区的变电站都是使用镀锌扁钢(圆钢)作为接地材料，但几十年的实践证明镀锌钢并不是解决接地装置腐蚀问题的最好选择。由于钢材作为接地体的耐腐蚀性不好，目前国内越来越多的变电站或电厂开始采用铜材或铜覆钢作为接地体，并取得了很好的效果。

镀铜圆钢作为一种新型接地材料，是一种双金属复合材料，既有钢的高强度、优异弹性、高热阻和高导磁性，又有铜的良好导电性和耐蚀性。但目前镀铜圆钢的制备方法大多为氰化镀铜，在镀制过程中，镀液易被氧化，导致镀层厚度不均，影响产品的性能及使用寿命且制备工艺复杂，还易产生氰化物，不环保，废液后处理难度高。因此限制了镀铜圆钢的应用领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对传统接地工程所用镀铜圆钢在制备过程中，多采用氰化镀铜，所得镀层厚度不均匀，影响镀铜圆钢产品性能和使用寿命的问题，提供了一种以自制弱碱性溶液为电镀液，在圆钢表面实现均匀无氰镀铜，从而制得接地工程用镀铜圆钢的方法，本发明首先将圆钢用水冲洗后，用碳酸钠溶液洗涤，去除圆钢表面油污，再经酸洗和去离子水洗涤后制得预处理圆钢，并将预处理圆钢浸泡于含有多巴胺等有效成分的预制混合溶液中，利用多巴胺在弱碱性条件下，在圆钢表面附着，并利用水中溶解氧在圆钢表面发生氧化自聚，形成强力粘附层，再配合多巴胺的络合作用，络合溶液中的铜离子，并均匀吸附于圆钢表面，在电镀过程中，以圆钢为阴极，石墨为阳极，实现在圆钢表面均匀沉积铜的目的，最后经洗涤干燥后，在无氧高温条件下去除多巴胺，即得接地工程用镀铜圆钢，本发明所得镀铜圆钢镀层均匀，且粘附力强，不易脱落，所用电镀液对环境污染小，有效解决了传统镀铜圆钢氰化镀铜所得镀层厚度不均匀的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

(1)截取一段直径为15～20mm，长度为15～20cm的圆钢，用水反复冲洗3～5次后，置于盛有1～2L质量分数为10～15％碳酸钠溶液的烧杯中，再将烧杯置于水浴锅中，于温度为45～55℃条件下，浸泡30～45min后，将圆钢取出，用去离子水冲洗3～5次，再用100～150mL质量分数为1～3％盐酸冲洗2～4次后，用去离子水洗涤圆钢直至洗涤液呈中性，再将去离子水洗涤后的圆钢置于真空干燥箱中，于温度为65～75℃条件下干燥45～60min，得预处理圆钢，备用；

(2)依次称取10～15g多巴胺，0.1～0.3g三乙醇胺，30～40g硼酸，倒入盛有1000～1200mL去离子水的烧杯中，用玻璃棒搅拌混合直至完全溶解，再滴加质量分数为10～15％氢氧化钾溶液，调节烧杯中溶液pH至8.5～8.7，得预制混合溶液；