[發明專利]一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法

在審

• 申請號: 202211308069.1
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115889708A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 張健
• 申請（專利權）人: 南通海門鑫瑞船舶配件有限公司
• 主分類號: B22D7/00
• 分類號: B22D7/00;B22D1/00;B22D43/00;C22F1/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

1.一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，包括活化元素有Zn，In，Sn，Cd，Si，Mg，不同的活化元素對鋁所起的活化作用不盡相同，Zn?是制備鋁合金犧牲陽極的最主要合金組分，可使鋁陽極易合金化，增加各組分的均勻程度，腐蝕產物易脫落，使合金電位降低0.1-0.3?V，Zn的存在促進了ZnAlO4的產生，增加了氧化膜的缺陷，并可和其他合金元素共同作用，降低氧化膜的穩定性，In?可改善鋁的活性，使其電位負移，使合金電位降低0.4?V左右，是組分中的In可改變表面吸附Cl-的電位，使得Cl-更容易吸附在陽極表面，破壞表面鈍化膜，In的添加比例需要控制在0.02%-0.03%，In含量過低不能充分起到活化作用，過高則會形成偏析相，加劇陽極的自腐蝕，降低電流效率。

2.根據權利要求1所述的一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，其特征在于，所述Sn可降低鋁表面鈍化膜電阻，使鋁表面鈍化膜產生孔隙，破壞其連續致密性，單獨添加Sn的合金的腐蝕產物不易脫落，導致溶解不均勻，Sn一般作為Al-Zn-In的第四組元加入，和Zn，In具有協同效應，可與In形成固溶體，使得鋁合金晶粒細化，減少晶間偏析相，提高Al-Zn-In-Sn合金活化性能的穩定性，陽極溶解更均勻，含Sn的陽極熔煉工藝較為復雜，需進行均質化熱處理，以彌補Fe雜質帶來的不利影響，造成生產成本提高。

3.根據權利要求1所述的一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，其特征在于，所述Mg可以改變合金的微觀結構，從而改善陽極的電化學性能，使溶解更加均勻，并提升極化能力，Mg在Al中除少量以固溶形式存在外，多表現為化合物狀態，它們相對基體電位較負，易成為點蝕核誘發點蝕，過量的Mg易與Al?反應生成陽極性中間產物Mg2Al3，破壞晶格結構導致晶間腐蝕，使得陽極電流效率降低，過量的Mg也會導致陽極的鑄造性能降低。

4.根據權利要求3所述的一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，其特征在于，所述Ti具有細化晶粒的作用，添加Ti后，可迅速和Al形成高熔點的TiAl3，在合金的冷卻過程中，作為晶核起到組織細化的作用，Ti引起的組織細化還可以防止鑄造過程中產生熱裂，并可使得合金內部晶間腐蝕程度降低，在?Al-Zn-In-Mg-Ti中，基體組織為α-Al，第二相于晶界間分散，少量Ti能促使Zn均勻分布，減少活化元素鋅、銦偏析，改善陽極溶解狀況，在與Mg共同工作的情況下，電流效率也較高。

5.根據權利要求1所述的一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，其特征在于，所述Ga?和Al，In?屬同一主族的金屬元素，Ga的添加量在0.1%時，可使Al的電極電位負移100?mv左右，是用于研制低電位犧牲陽極的理想合金元素，但同時添加Zn，Ga使電位負移的效果低于單獨添加?Ga，加入少量的?Mn可與雜質元素反應，令其失去化學活性，降低鋁錠中雜質Fe對陽極溶解性能的有害作用，除合金元素外，鋁錠中的雜質也是影響陽極性能的因素之一，常見的雜質有Fe，Cu，Si，Fe是鋁陽極中的主要雜質元素，Fe和Si少量存在時，可減小陽極局部腐蝕傾向，但過量時則增加陽極局部腐蝕傾向，使得陽極效率降低，溶解形貌變差，Cu是有害元素。

6.根據權利要求1所述的一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，其特征在于，熱處理可以使陽極性能優化，還可減少雜質元素對陽極性能的影響，通過適當的熱處理方式可以使陽極微觀組織更均勻，從而提高其電化學性能，針對熱處理對于陽極性能的影響研究，多是針對含Sn和Mg的陽極配方。