一种铜铝合金接地材料及其制备方法与流程

本发明涉及接地材料，具体涉及一种铜铝合金接地材料及其制备方法。

背景技术：

1、接地材料是电力系统、设备正常运行以及电力运行人员的安全的重要保障。其作用是在故障电流、雷电保护和静电等中起到均压和泄流的通道。因此，接地材料的使用寿命长短便成为急需待解决的问题。接地材料设计寿命要与配套设施寿命相当，一般要大于30年，但由于接地材料长时间埋于地下，土壤环境复杂，会导致其发生化学腐蚀和电化学腐蚀，还会出现杂散电流的腐蚀，有的土壤呈现酸性，将大大提高腐蚀速率，腐蚀的更加严重。因此，对于接地材料，需要同时具备好的导电性、热稳定性、机械强度以及耐腐蚀性，优异的耐腐蚀性能尤为重要。

2、纯铜是作为国际上普遍通用的接地材料，具有优异的耐腐蚀性能，能够在网可靠运行30年以上。然而，纯铜作为接地材料依旧存在诸多问题，第一，纯铜属于贵金属，其价格方面让接地网造价成本增加，在我国无法大规模应用，由于纯铜接地材料埋于地下，存在被盗挖的风险，可能会造成更大的安全事故。第二，纯铜作为重金属，长时间大量的埋入土壤里，铜离子在土壤中扩散，高于我国环境土壤质量标准的规定值，造成土壤环境污染。此外，铜材易氧化，而且在酸性土壤中存在耐腐蚀性能降低等问题。

3、镀锌钢也是我国接地材料中的一种，但镀锌钢在土壤中易发生电解腐蚀，在腐蚀性强的土壤里，甚至出现腐蚀断裂现象，会造成接地安全事故，同样危及到人身安全，由于镀锌钢表面镀层仅为0.05-0.06mm，保护作用有限，使用寿命同样有限，这就面临着后期改造、开挖等工程投入，既提高了成本，也会影响电网的正常运行。

4、铜包钢也是目前主流接地材料之一，铜包钢作为新的接地材料，兼顾铜材的高导电率、耐腐蚀性和钢优良的机械性能等两者的优点，对于铜包钢接地材料，在中性土壤中有着很高的耐腐蚀性能，但对于土壤酸性以及高盐分地区，同样也会产生耐腐蚀性能下降，其使用寿命缩短。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种铜铝合金接地材料及其制备方法。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种铜铝合金接地材料的制备方法，以铜为基底，添加铝和镍，熔炼，制得铜铝合金。

4、作为本发明的优选方案，所述铝的加入量为所述铜铝合金质量的3-9％。

5、作为本发明的优选方案，所述镍的加入量为所述铜铝合金质量的1-9％。

6、作为本发明的优选方案，包括以下步骤：

7、将铜块加入石墨坩埚中，加入木炭覆盖，升温至1050-1150℃，得到熔液，然后往熔液中先后加入脱氧剂、铜镍合金以及铝条，继续升温至1150-1250℃，使其完全熔融，降温至1050-1150℃保温，去除木炭，将熔液倒入石墨模具中，冷却后脱模，得到铜铝合金。

8、进一步地，所述保温时间为8-12min。

9、进一步地，所述脱氧剂为铜磷合金。

10、进一步地，所述脱氧剂的加入量为所述铜铝合金质量的0.3-0.7％。

11、本发明还公开了一种铜铝合金接地材料，采用上述的制备方法制得。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明以纯铜为基，加入铝作为主合金元素以及镍元素，得到耐蚀性好的铜铝合金接地材料。铜铝合金接地材料结合了铜、铝、镍三种金属在耐腐蚀性、导电性、热稳定性和力学性能上的优势。铜由于电极电位相对较高，一般情况下具有良好的耐土腐蚀性，而且具有优良的导电和塑性加工性能，是理想的接地材料之一。而一定比例铝的加入，会使整个合金的腐蚀速率降低，耐腐蚀性能增加。镍的加入起到细化晶粒、提高耐腐蚀性，并且在合金强度方面起到显著效果。另外，脱氧剂的加入可以进一步提高熔炼过程中熔液的流动性。

14、在此铜铝合金材料的基础上，将其包覆在钢芯上，进一步降低接地材料的成本，最终得到低成本、高耐蚀的铜铝合金包覆钢接地材料。

技术特征：

1.一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，以铜为基底，添加铝和镍，熔炼，制得铜铝合金。

2.根据权利要求1所述的一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，所述铝的加入量为所述铜铝合金质量的3-9％。

3.根据权利要求1所述的一种铜铝合金接地材的制备方法，其特征在于，所述镍的加入量为所述铜铝合金质量的1-9％。

4.根据权利要求1所述的一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，所述保温时间为8-12min。

6.根据权利要求4所述的一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，所述脱氧剂为铜磷合金。

7.根据权利要求4所述的一种铜铝合金接地材料的制备方法，其特征在于，所述脱氧剂的加入量为所述铜铝合金质量的0.3-0.7％。

8.一种铜铝合金接地材料，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的制备方法制得。

技术总结本发明公开了一种铜铝合金接地材料及其制备方法，涉及接地材料技术领域，该方法以铜为基底，添加3‑9％的铝，同时添加1‑9％的镍，采用非真空熔炼方式制备铜铝合金。铜铝合金接地材料结合了铜、铝、镍三种金属在耐腐蚀性、导电性、热稳定性和力学性能上的优势。铜由于电极电位相对较高，一般情况下具有良好的耐土腐蚀性，而且具有优良的导电和塑性加工性能，是理想的接地材料之一。而一定比例铝的加入，会使整个合金的腐蚀速率降低，耐腐蚀性能增加。镍的加入起到细化晶粒、提高耐腐蚀性，并且在合金强度方面起到显著效果。技术研发人员：裴锋,贾蕗路,刘欣,田旭受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/12