[发明专利]一种镀锌钢接地网用锡铅基复合钎料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及复合材料，具体地讲，涉及一种锡铅基复合钎料及其制备方法。

[背景技术]

接地装置在输变电工程中是保证电网安全可靠运行、人员财产安全的关键所在，其工程质量直接关系到企业的正常生产和社会经济的稳定有序。作为接地网应用的材料，目前在我国应用最为广泛的是镀锌钢接地网和铜质接地网，其中镀锌钢更是占据接地领域90％以上。其原因在于我国的铜资源有限(在国内铜质接地网仅应用于一些重点项目)，虽然随着经济全球化的发展可以通过进口改善铜材匮乏的局面，但其战略资源的性质难以改变，且成本高昂，难以广泛应用铜质接地网；其次，我国的技术体系以前苏联的技术体系为基础，原苏联在接地材料上广泛采用镀锌钢材料；最后，镀锌钢的低廉价格是其在接地领域占据主要地位的根本原因。因此在一段时期内提高镀锌钢接地网的运行可靠性仍然是电网仍需面对的课题。

在我国60多年的镀锌钢使用过程中，从各网省公司开挖情况来看，镀锌钢接头装置的腐蚀是导致接地网失效的主要形式之一。镀锌钢主要存在以下问题：一是其在碱性土壤地区腐蚀速率高，服役寿命低，部分碱性地区接地网为保证安全甚至一年即需开挖检修；而在酸性及中性土壤地区，镀锌钢具有和铜质接地网类似的耐腐蚀性。二是镀锌钢的连接在我国广泛采用电弧焊连接，焊接时，在平行于母材长度方向的搭接交界边缘处施焊，焊缝长度为大于两倍扁钢宽度或六倍圆钢直径，接头母材接触为线接触，且往往由于焊接过程中工人责任心不强或技术水平差距，焊接质量难以保证，这就导致接头连接电阻较大，另外电弧焊在焊接过程中母材熔融，高温导致焊接部位的热影响区大，接头处母材组织粗大且镀锌层完全破坏，接头在腐蚀环境及接地电流的作用下极易腐蚀。

钎焊是一种利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料)，经加热熔化后，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法。

钎焊的优点在于：钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，且母材由于钎料的毛细作用会填满整个搭接面，接头为面连接，接触电阻小，适合突出电气性能构件的连接。因此钎焊工艺应用于接地网的连接具有极大的优势。

在钎焊领域，复合钎料越来越得到业内人士的重视，它是通过在多元钎料中添加增强颗粒而改变其物化性能、机械性能的钎料；其相对于多元钎料具有以下优势：

制备工艺简单，其制备多以二元合金钎料为基础，在基体钎料的基础上添加一定比例的增强颗粒达到改善钎料性能的目的，相对于增加合金种类制备三元、四元或多元钎料降低了元素及组织控制的难度，由此也产生了相对更好的经济性；

性能改善突出，在钎焊过程中，其性能往往符合基体钎料的性状，但在形成钎焊接头后，由于其组织发生变化，服役时，其接头性能较基体钎料已有所改善。如在Sn-Pb基钎料中添加增强颗粒，可在低温条件下进行钎焊，服役熔点温度能较焊接温度较大提升。

接地用镀锌钢接地网，镀锌钢表面镀锌层其熔点在420℃左右，故其服役温度按DL/T621中规定为400℃，因此在镀锌钢接地网连接中采用钎焊技术应保证焊接温度尽量低于镀锌层熔化温度，以保证热源对镀锌层的破坏，但服役温度应达到400℃以上，以满足服役可靠性。

申请号：01144487.8，发明名称为“金属颗粒增强的锡铅基复合钎料及其制备方法”该发明申请专利公开了：“颗粒状的锡铅基体尺寸在35-74之间，其中锡的重量比为5-95％，其余为铅；…颗粒状的增强体为尺寸在0.5-5um之间的Ag、尺寸在0.5-5um之间的Ni或尺寸在0.5-38um之间的Cu，该增强体在复合钎料中的体积比为1-15％。”；该发明申请专利涉及的钎料的制备方法为增强颗粒与钎料、钎剂混合搅拌：其发明目的为：“提供一种抗蠕变性能高…金属颗粒增强的锡铅基复合钎料及其制备方法”；所涉及的钎料用于电子工业中元器件的连接；另外，该发明申请专利涉及的钎料通过相图可知，其熔点在183℃左右，即服役温度远远不能满足服役要求，以至于搭接接头难以满足大电流冲击下对于耐受温度的要求。

[发明内容]

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种镀锌钢接地网用锡铅基复合钎料；该复合钎料可以克服上述镀锌钢接地网在传统电弧焊方式焊接过程中存在的不足；有效降低接头电阻率、提高耐蚀性，所采用的钎料焊接后接头熔点可准确控制在400℃以上，可以很好的保证搭接接头在大电流冲击下的可靠性，不会熔化失效。

本发明的另一个目的在于，提供一种镀锌钢接地网用锡铅基复合钎料的制备方法。