[發(fā)明專利]一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211308069.1
• 申請(qǐng)日: 2022-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN115889708A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通海門鑫瑞船舶配件有限公司
• 主分類號(hào): B22D7/00
• 分類號(hào): B22D7/00;B22D1/00;B22D43/00;C22F1/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金熔體的精煉一般有固體精煉、氣體精煉以及固體和氣體混合的噴吹精煉等方法，氣體精煉較易脫除熔體中的氣體物質(zhì)，但脫除氧化物夾雜能力較差，固體精煉可脫除熔體中的氧化物夾雜，但脫氣效果一般的問題。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(duì)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。本發(fā)明中提出的方式Fe和Si少量存在時(shí)，可減小陽極局部腐蝕傾向，但過量時(shí)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，對(duì)熔體進(jìn)行充分的電磁攪拌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法。

背景技術(shù)

國內(nèi)外鋁合金犧牲陽極的熔煉工藝均是以純度為99.85%的原鋁錠、99.99%的鋅錠等為原料，通過熔煉爐將金屬錠加熱到約750-780℃熔化，經(jīng)熔化—攪拌—靜置—扒渣—加合金—靜置—澆鑄等工序，制得鋁合金犧牲陽極。熔煉爐通常采用電加熱或燃?xì)饧訜幔X合金犧牲陽極適用于海水介質(zhì)中的船舶、機(jī)械設(shè)備、海洋工程和海港設(shè)施以及海泥中管道、電纜等設(shè)施金屬防腐蝕的陰極保護(hù)，鋁犧牲陽極的使用環(huán)境處在海水環(huán)境中的大部分金屬設(shè)備或者原油儲(chǔ)罐內(nèi)部底板的陰極保護(hù)是不能用在氯離子含量低的土壤環(huán)境中，鋁犧牲陽極的電極電位為-1.05伏特，當(dāng)周圍溫度高于49攝氏度時(shí)鋁犧牲陽極的電容量隨著溫度的增長而遞減，在咸水環(huán)境中，鋁犧牲陽極的電流容量可能會(huì)降低一半，鋁犧牲陽極可以直接與需要保護(hù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)固定在一起而不需要其他物質(zhì)作為填料。

現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金熔體的精煉一般有固體精煉、氣體精煉以及固體和氣體混合的噴吹精煉等方法，氣體精煉較易脫除熔體中的氣體物質(zhì)，但脫除氧化物夾雜能力較差，固體精煉可脫除熔體中的氧化物夾雜，但脫氣效果一般。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金犧牲陽極的熔鑄方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金熔體的精煉一般有固體精煉、氣體精煉以及固體和氣體混合的噴吹精煉等方法，氣體精煉較易脫除熔體中的氣體物質(zhì)，但脫除氧化物夾雜能力較差，固體精煉可脫除熔體中的氧化物夾雜，但脫氣效果一般的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

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(duì)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(chǎn)物易脫落，使合金電位降低0.1-0.3?V，Zn的存在促進(jìn)了ZnAlO4的產(chǎn)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(wěn)定性，In?可改善鋁的活性，使其電位負(fù)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(huì)形成偏析相，加劇陽極的自腐蝕，降低電流效率。

優(yōu)選的，Sn可降低鋁表面鈍化膜電阻，使鋁表面鈍化膜產(chǎn)生孔隙，破壞其連續(xù)致密性，單獨(dú)添加Sn的合金的腐蝕產(chǎn)物不易脫落，導(dǎo)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(xié)同效應(yīng)，可與In形成固溶體，使得鋁合金晶粒細(xì)化，減少晶間偏析相，提高Al-Zn-In-Sn合金活化性能的穩(wěn)定性，陽極溶解更均勻，含Sn的陽極熔煉工藝較為復(fù)雜，需進(jìn)行均質(zhì)化熱處理，以彌補(bǔ)Fe雜質(zhì)帶來的不利影響，造成生產(chǎn)成本提高。

優(yōu)選的，Mg可以改變合金的微觀結(jié)構(gòu)，從而改善陽極的電化學(xué)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(xiàn)為化合物狀態(tài)，它們相對(duì)基體電位較負(fù)，易成為點(diǎn)蝕核誘發(fā)點(diǎn)蝕，過量的Mg易與Al?反應(yīng)生成陽極性中間產(chǎn)物Mg2Al3，破壞晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)致晶間腐蝕，使得陽極電流效率降低，過量的Mg也會(huì)導(dǎo)致陽極的鑄造性能降低。