一种含Nd镁合金牺牲阳极材料制造技术

本发明专利技术公开了一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，所述镁合金牺牲阳极材料由以下质量百分比的组分组成：Al 7.8％～8.0％、Zn 0.4％～0.6％、Nd 0.2％～0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明专利技术的含Nd镁合金牺牲阳极材料，在Zn和Al组合使用的基础上，通过加入Nd元素改善组织，使阳极材料消耗均匀，消耗速度慢，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁合金阳极材料
，具体涉及一种含Nd镁合金牺牲阳极材料。
技术介绍
金属材料的腐蚀造成的经济损失巨大，采用牺牲阳极进行电化学保护是一种防止金属材料腐蚀的有效方法，对金属材料耐腐蚀性能的提高和使用寿命的延长具有重要意义。镁合金的电化学性能较好，常被用作牺牲阳极材料，对设备装置的阴极材料进行保护，以延长阴极材料的使用寿命。但是，现有技术中普通镁合金阳极材料，如常用牌号AZ31(Al2.5-3.5wt％，Zn0.7-1.3wt％，Mn0.2-1.0wt％)、AZ91(Al8.5-9.5wt％，Zn0.45-0.9wt％，Mn0.17-0.40wt％)、AZ63(Al5.3-6.7wt％，Zn2.5-3.5wt％，Mn0.15-0.60wt％)等，由于成分设计和制备工艺上的原因，导致合金晶粒粗大，组织不均匀，且元素铝与镁形成Mg17Al12相，并以网状分布于晶界，容易与镁基体形成微电池，加速牺牲阳极材料的消耗，同时使阳极材料的消耗不均匀，影响牺牲阳极材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，解决现有镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中消耗不均匀，影响使用寿命的问题。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al7.8％～8.0％、Zn0.4％～0.6％、Nd0.2％～0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质。<br>杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。本专利技术的含Nd镁合金牺牲阳极材料，合金组分为Mg-Al-Zn-Nd，该合金在Zn和Al组合使用的基础上，为保证性能和控制成本，Al的加入量选为7.8～8.0wt％，Zn的加入量选为0.4～0.6wt％；加入少量的Nd(0.2～0.4wt％)，生成高熔点的Al2Nd相，可作为有效的形核核心，从而细化晶粒，同时将合金中呈网状分布的Mg17Al12相断开，进而改善组织；通过细化晶粒和改善组织，提高组织的均匀性，进而使镁合金阳极材料在腐蚀环境中消耗均匀。本专利技术的含Nd镁合金牺牲阳极材料，在Zn和Al组合使用的基础上，通过加入Nd元素改善组织，使阳极材料消耗均匀；所得镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中具有消耗均匀、消耗速度慢、使用寿命长的特点，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，有着广阔的应用前景。上述的含Nd镁合金牺牲阳极材料，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钕中间合金为原料进行熔炼后，浇铸制得的。所用原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)为工业纯镁、纯铝、纯锌。镁钕中间合金(Mg-Nd)为工业镁钕中间合金。所述浇铸的温度为730℃。优选的，所述含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法为：取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-Nd)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO2+SF6混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。本专利技术的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钕中间合金为原料进行熔炼、浇铸；该制备方法工艺简单，原料来源广泛。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式中，所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-Nd)均为市售产品(工业品)。其中，原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)的纯度为99.8％，原料镁钕中间合金(Mg-Nd)的纯度为99.5％。实施例1本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al7.8％、Zn0.6％、Nd0.2％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是按照上述组分及含量取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-Nd)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO2+SF6混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。实施例2本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al7.9％、Zn0.5％、Nd0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。实施例3本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al8.0％、Zn0.4％、Nd0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。实验例本实验例对实施例1-3所得含Nd镁合金牺牲阳极材料进行检测，结果如表1所示。其中，对比例为商用镁合金AZ91。表1实施例1-3所得含Nd镁合金牺牲阳极材料性能检测结果对象开路电位(V)电流效率(％)腐蚀环境中消耗情况实施例1–1.70V55％无明显蚀坑，消耗均匀实施例2–1.78V58％无明显蚀坑，消耗均匀实施例3–1.80V60％无明显蚀坑，消耗均匀对比例–1.65V52％出现蚀坑，消耗不均匀从表1可以看出，本专利技术所得含Nd镁合金牺牲阳极材料，开路电位为–1.70～–1.80V，电流效率为55％～60％，在腐蚀环境中材料消耗均匀，具有广阔的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Al 7.8％～8.0％、Zn 0.4％～0.6％、Nd 0.2％～0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Al
7.8％～8.0％、Zn0.4％～0.6％、Nd0.2％～0.4％，余量为Mg和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，王莹，赵红玲，孟凡深，李凤霞，赵丽君，郭力，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41