[發明專利]一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法

有效

• 申請號: 201611088113.7
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106591624B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 蔣良興;于梟影;賴延清;劉芳洋;呂曉軍;楊凡;楊建
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C11/00
• 分類號: C22C11/00;C22F1/12;C25C7/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，是將鉛合金壓延陽極表面加熱至200?310℃后直接水冷；表面加熱選擇鹽浴爐、油浴爐、高頻加熱、中頻加熱或保護氣氛爐加熱。本發明通過壓延——表面熱處理的制備工藝，可以得到一種具有較好的力學性能、電化學性能和耐腐蝕性能的鉛合金陽極，較現有技術制備的壓延陽極力學性能提高了12％?25％、電化學性能提高了5％?15％，耐腐蝕性能提高了9％?20％。本發明工藝簡單，操作方便，制得的陽極在保持壓延陽極較好的力學性能的同時，電化學性能和耐腐蝕性能得到進一步改進，應用于有色金屬冶煉的電積工序中，能有效降低電解過程的槽電壓，延長陽極使用壽命，減少對陰極產品的污染，適用于工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法；特別是一種提高鉛合金壓延陽極電催化活性、機械性能和耐腐蝕性能的表面熱處理方法，屬于有色金屬濕法冶金技術與熱處理技術領域。

背景技術

在有色金屬濕法冶金工藝中，電沉積過程是一個重要的工序。在電沉積工序高硫酸濃度、高電流密度的環境中，鉛合金陽極由于可以在表面形成一層具有良好導電性的氧化物保護膜，被廣泛應用于濕法冶金電沉積工業。然而，鉛合金陽極存在一系列的缺點：1)析氧過電位高，無用能耗大。以金屬Zn電積工序為例，鋅電積工序的能耗約為3000kWh/t-Zn，使用鉛銀合金陽極時，無用電耗近1000kWh/t-Zn，約占電積過程能耗的30％；2)陽極腐蝕速率快，容易污染陰極產物；3)鉛基合金陽極強度低、易彎曲蠕變，使用壽命短。

為了克服鉛基陽極存在的不足，國內外對鉛基合金陽極的制備工藝進行了改進，廣泛采用壓延的方法制備陽極。由于壓延過程可以破壞鑄態鉛合金的組織結構，獲得細小均勻的晶粒，減小二次相的偏聚程度，同時減少裂縫孔洞等缺陷，在鋅電沉積工業中，壓延陽極正逐漸取代澆鑄陽極。但是現有的壓延陽極存在一定的不足：1)由于陽極材料表面在軋制方向上形成取向一致、形狀細長、晶界數量少的晶體結構，導致陽極材料表面缺少腐蝕中心，難以快速形成結合力優良的PbO₂氧化產物保護層。2)壓延變形量大，會引入大量位錯，成為腐蝕位點，容易導致腐蝕速率增大，污染陰極產物。3)壓延前的毛坯板的金相結構的隨意性較大，未進行很好的調控，使壓延后得到的陽極板合金金相不理想，有可能還會導致Pb基合金機械性能惡化。因此，鉛合金陽極還有待于改進和發展。

熱處理可以改變合金的微觀組織結構，進而影響合金的性能。由于電化學性能主要取決于和表面氧化膜的形成與變化，而力學性能主要取決于合金基體的微觀結構，由此本發明提出，對冷壓延合金進行表面熱處理，從而得到一種合金表面和基體內部具有不同微觀結構的合金，從而既具有壓延合金良好的力學性能，又在電化學性能和耐腐蝕性能方面有所改進。

發明內容

本發明目的在于為了克服上述現有壓延陽極技術存在的缺點而提供一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法；本方法可以有效提高鉛合金壓延陽極的電催化活性、機械性能和耐腐蝕性能。

本發明一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，是將鉛合金壓延陽極表面加熱至200-310℃后直接水冷。

本發明一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，鉛合金壓延陽極表面加熱深度為50-500μm。

本發明一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，表面加熱選擇鹽浴爐、油浴爐、高頻加熱、中頻加熱或保護氣氛爐加熱。

本發明一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，采用鹽浴爐或油浴爐加熱時，將鉛合金壓延陽極置于溫度為200-310℃的鹽浴或油浴中，保溫60-150s。

本發明一種提高鉛合金壓延陽極綜合性能的方法，采用高頻加熱或中頻加熱加熱時，將鉛合金壓延陽極置于高頻加熱線圈或中頻加熱線圈中加熱至陽極表面溫度達到200-310℃后，均溫3-8s。