[发明专利]铬锆铜应用于铝母线涂层、铝母线涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种电解铝母线表面保护层的制备方法，包括以下内容：1)取铬锆铜喷涂粉末备用；2)对铝母线表面进行处理，制得喷涂面；3)对喷涂面进行预热处理；预热处理后，采用冷喷涂工艺将铬锆铜粉末沉积在铝母线表面，经后期处理后即可制备得到的铬锆铜保护层具有硬度高，耐磨抗爆，抗裂性以及软化温度高的特点，特别是在700℃高温下，仍能保持较高的硬度，电火花造成的局部高温不会使其熔化受损。

技术领域

本发明属于电解铝设备技术领域，尤其涉及铬锆铜应用于铝母线涂层、铝母线涂层的制备方法。

技术背景

铝电解生产过程中，由于阳极参与反应，碳素阳极在不断消耗，因此经过一定的生产周期后，电解槽大母线必须进行提升作业。在这一操作过程中，阳极导杆与铝母线分离的瞬间存在4伏左右的电压，同时由于电解铝生产电流较大，铝母线与阳极导杆之间产生弧光放电，形成的电火花会造成局部高温，使铝母线和铝导杆受损。其中铝导杆的与碳素阳极的运行周期相同，约为一个月，每个运行周期结束后都会进行检修更换，对于受损的铝导杆都会损坏处进行补焊并进行打磨处理。而铝母线的运行周期与电解槽的大修周期相同，一般在五年以上，因此不可能进行日常维修。持续的损伤会严重影响铝母线与铝导杆的接触面积。主要会出现以下三个方面的问题：

1、铝母线和铝导杆受损以后，会严重影响接触面积，导致接触压降升高，增加电耗；

2、弧光放电现象，引发阳极效应甚至对电解槽的安全运行会造成重大影响；

3、严重的损伤还引起铝母线与铝导杆使用寿命下降，带来很大的经济损失。

申请号为CN201210170497.2的现有技术技术一种电解厂房内水平铝母线的原位喷涂修复方法公开了包括如下步骤：

a、母线状况检查，对母线表面进行平整处理：即在电解厂房内，采用手持砂轮机对母线表面的明显突起、毛刺、棱边、焊瘤等进行打磨，以手轻轻划过时未感觉到刮手为宜；

b、母线表面进行预处理，预处理后的基体表面要达到Sa2.5-3.0级，露出均匀一致的金属本色：即采用石英砂对母线表面进行2min喷砂除锈，除掉母线表面的油污和锈蚀，预处理后的基体表面要达到Sa2.5-3.0级，露出均匀一致的金属本色；

c、母线表面进行粗化处理，表面粗糙度或铆纹深度达到40-80μm，即采用钢砂对母线表面进行3min喷砂毛化处理，使表面粗糙度达到40-80μm，在4h内完成喷涂修复工作；

d、采用电弧喷涂技术对损伤母线表面喷涂打底层和工作层：即采用直径2.0mm的Ni80Al20复合丝喷涂底层，喷涂工艺参数为：喷涂电流180A，喷涂电压32V，喷涂距离210mm，喷涂角度85°，空气压力0.60MPa，喷枪移动速度100mm/s，喷涂时间1.5min；采用直径2.0mm的铝焊丝喷涂工作层，喷涂工艺参数为：喷涂电流180A，喷涂电压32V，喷涂距离200mm，喷涂角度85，空气压力0.60MPa，喷枪移动速度150mm/s，喷涂时间为8min；

e、采用移动式悬挂铣刀铣削涂层表面，进行光洁平滑处理即可：即采用移动式悬挂铣刀铣削涂层表面，铣削厚度为0.5-1mm，铣削后露出光滑、新鲜、洁净的涂层表面。

其采用热喷涂的方法，该方法易产生较大的应力导致热变形，在热喷涂过程中金属易发生氧化，且Ni80Al20导电性能很差，不适宜对导电部件进行处理，会大幅度降低铝母线的导电率。

发明内容

申请人研究发现在进行母线提升作业时，由于接触面积瞬间发生变化，电解槽还在持续运行中，因此不可能实现铝导杆和铝母线处于同等电势，也就无法消除铝母线与阳极导杆之间的弧光放电，因铝的熔点只有660℃，而弧光放电产生的局部高温会将铝材熔化。

本申请在铝母线与铝导杆接触的位置，使用铬锆铜合金粉对铝母线表面进行强化处理，铬锆铜合金熔点高于1050℃，强化处理后可以有效降低铝母线因弧光放电打火而造成的伤害。