[發(fā)明專利]一種含鋯鎂合金犧牲陽極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310119195.7
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103205762A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝杰;盧發(fā)海;胡光山;張丁非;余大亮;蔣璐瑤;郭非;郭瑞峰;魏新磊
• 申請（專利權(quán)）人: 鶴壁萬德芙鎂科技有限公司;重慶大學(xué)
• 主分類號: C23F13/14
• 分類號: C23F13/14;C22C23/00;B22D18/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎂合金及其制備方法，特別涉及一種犧牲陽極鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬材料的腐蝕造成的損失巨大，對金屬材料進(jìn)行腐蝕防護(hù)，提高其耐腐蝕性能具有重要意義。鎂合金的電化學(xué)性能較好，常被用作犧牲陽極材料，對設(shè)備裝置的陰極進(jìn)行保護(hù)，以延長陰極材料的使用壽命。

但是，普通鎂合金都含有一定量的雜質(zhì)硅，而硅電位較高，容易引起寄生腐蝕，使鎂合金陽極腐蝕效率降低，硅與鎂形成鎂二硅相，并以網(wǎng)狀分布于晶界，容易與鎂基體形成的微電池，加速犧牲陽極材料的消耗，并使陽極消耗不均勻，影響犧牲陽極材料的使用壽命和利用率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)行鎂合金材料存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種電流效率更高，陽極消耗均勻、使用率高、壽命長的犧牲陽極鎂合金。

一種含鋯鎂合金犧牲陽極材料，所述含鋯鎂合金犧牲陽極材料按質(zhì)量百分比計由以下組分組成：

鋯：0.03%～0.07%，

錳：0.5%～1.3%，

硅：≤0.05%，

雜質(zhì)：單個≤0.05%，總量≤0.3%

其余為鎂。

作為本方案的改進(jìn)，所述含鋯鎂合金犧牲陽極材料按質(zhì)量百分比計由以下組分組成：

鋯：0.05%，

錳：0.8%，

硅：≤0.05%，

雜質(zhì)：單個≤0.05%，總量≤0.3%

其余為鎂。

作為本方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述含鋯鎂合金犧牲陽極材料中鋯與硅質(zhì)量比為5～10：1。

本發(fā)明還提供一種工藝簡單、低成本、高質(zhì)量制備上述犧牲陽極材料的方法。

一種制備所述含鋯鎂合金犧牲陽極材料的方法，按照質(zhì)量百分比選取工業(yè)純鎂和工業(yè)純二氯化錳，混合加熱到775～785℃使其全部熔化，靜置降溫到750～760℃，加入相應(yīng)質(zhì)量百分比的鎂鋯中間合金，使其熔化并攪拌均勻，將所得熔液按照低壓鑄造方式進(jìn)行鑄造，得到鑄態(tài)含鋯鎂合金。

作為本方案的改進(jìn)，所述制備含鋯鎂合金犧牲陽極材料的方法，所述低壓鑄造采用SF₆氣體給鎂合金液施加壓力。

本發(fā)明的有益效果在于：普通鎂合金及工業(yè)純鎂中都含有一定量的雜質(zhì)硅，硅電位較高，容易引起寄生腐蝕，硅與鎂形成Mg₂Si相，以網(wǎng)狀分布于晶界，容易與鎂基體形成的微電池，加速犧牲陽極材料的消耗，并使陽極消耗不均勻；在合金中加入一定量的鋯可以與基體中的Si形成ZrSi₂、β～ZrSi和α～ZrSi等平衡中間相，而這些中間相易于從熔液中去除，從而合金中硅及Mg₂Si的含量，減少寄生腐蝕，使鎂合金犧牲陽極材料消耗均勻、使用率高、壽命長；采用低壓鑄造可以提高材料利用率，并減少鑄件內(nèi)部缺陷，提高鑄造制備效率。

具體實施方式

“含鋯鎂合金陽極犧牲材料”總的開發(fā)設(shè)計構(gòu)思是：通過調(diào)整各協(xié)同作用的化學(xué)元素及其比例從而獲得一種消耗均勻、使用率高、壽命長的鎂合金犧牲陽極材料。

實施例一：本實施方式中鋯的質(zhì)量百分比為0.05%，雜質(zhì)硅質(zhì)量百分比≤0.05%，錳的質(zhì)量百分比為0.8%，其余除偶存雜質(zhì)外為鎂。

首先取980kg工業(yè)純鎂、20kg工業(yè)純MnCl₂在電阻坩堝爐中加熱到780℃，全部熔化后靜置一段時間，待溫度降為755℃，加入含鋯25～30%鎂鋯中間合金2kg，邊加邊攪拌均勻，待全部熔化后攪拌1～2分鐘。然后采用半連續(xù)減壓鑄造方式鑄造上述鎂合金熔液：鑄造時采用頂注式澆鑄系統(tǒng)進(jìn)行澆鑄，并用SF₆氣體對坩堝內(nèi)鎂合金液進(jìn)行減壓。

實施例二：本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中鋯的質(zhì)量百分比為0.042%，制備含鋯鎂合金犧牲陽極材料時所加入的含鋯25～30%鎂鋯中間合金質(zhì)量為1.6kg。

實施例三：本實施例區(qū)別在于，本實施例中鋯的質(zhì)量百分比為0.044%，制備含鋯鎂合金犧牲陽極材料時所加入的含鋯25～30%鎂鋯中間合金質(zhì)量為1.6kg。

實施例四：本實施例區(qū)別在于，本實施例中鋯的質(zhì)量百分比為0.038%，制備含鋯鎂合金犧牲陽極材料時所加入的含鋯25～30%鎂鋯中間合金質(zhì)量為1.52kg。

實施例五：本實施例區(qū)別在于，本實施例中鋯的質(zhì)量百分比為0.049%，制備含鋯鎂合金犧牲陽極材料時所加入的含鋯25～30%鎂鋯中間合金質(zhì)量為1.9kg。