一种含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极制造技术

本发明专利技术涉及一种含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al 6.1％～6.3％、Sm 0.30％～0.40％、Bi 0.10％～0.20％，余量为Mg和不可避免的杂质。该镁合金牺牲阳极是以纯镁、纯铝、镁‑钐中间合金、纯铋为原料，经熔炼、铸造制得。本发明专利技术的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，加入Sm、Bi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；该镁合金牺牲阳极具有制备工艺简单、溶解消耗均匀、使用寿命长等特点，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁基牺牲阳极
，具体涉及一种含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极。
技术介绍
为了减少金属材料腐蚀造成的巨大经济损失，采用牺牲阳极进行阴极保护是一种有效的方法。在此项保护技术中，阳极随着流出的电流而逐渐消耗，称为牺牲阳极。作为牺牲阳极材料，金属或合金必须满足以下条件：电位足够负，可供应充分的电子使被保护金属设备发生阴极极化。镁合金常被用作牺牲阳极材料，对重要设备装置的阴极材料进行腐蚀防护，以延长阴极材料的使用寿命。但是，由于成分设计和制备工艺上的原因，普通镁合金阳极材料(如AZ63等)往往晶粒粗大，组织不均匀，且铝与镁形成网状Mg17Al12相，容易与镁基体形成微电池，使阳极材料的消耗不均匀，影响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Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，腐蚀防护使用，材料消耗均匀，使用寿命长。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Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al6.1％～6.3％、Sm0.30％～0.40％、Bi0.10％～0.20％，余量为Mg和不可避免的杂质。其中，杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本专利技术的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，合金组分为Mg-Al-Sm-Bi。采用Sm、Bi与Al组合使用，为保证性能和控制成本，Al的加入量选为6.1～6.3wt％，Sm、Bi的加入量分别选为0.30％～0.40wt％、0.10％～0.20wt％；加入少量的Sm、Bi生成高熔点Al2Sm、Mg3Bi2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Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，采用Sm、Bi与Al组合使用，通过Sm和Bi细化晶粒和改善组织，使牺牲阳极材料组织均匀；该镁合金牺牲阳极用于腐蚀防护，在腐蚀环境中具有溶解消耗均匀、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。所述的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极材料，以纯镁(Mg)、纯铝(Al)、镁-钐(Mg-Sm)中间合金、纯铋(Bi)为原料，经熔炼、铸造制得。所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯铋(Bi)为工业纯镁、纯铝、纯铋；镁-钐中间合金为工业镁-钐中间合金。所述铸造的浇铸温度为720℃。进一步的，所述的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极材料的制备方法，包括取原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、镁-钐(Mg-Sm)中间合金、纯铋(Bi)，采用刚玉坩埚、感应炉熔炼，得镁液；在CO2+SF6气体保护下，将镁液升温至720℃浇入钢制模具中，冷却得到镁合金铸锭。本专利技术的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，以纯镁(Mg)、纯铝(Al)、镁-钐(Mg-Sm)中间合金、纯铋(Bi)为原料，经熔炼、铸造制得，制备工艺简单，操作方便，易于自动化控制，适合大规模工业化生产。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)、镁-钐(Mg-Sm)中间合金、纯铋(Bi)均为市售产品。其中，纯镁、纯铝的纯度为99.8％，镁-钐中间合金、纯铋的纯度为99.5％。实施例1本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al6.1％、Sm0.35％、Bi0.10％，余量为Mg和不可避免的杂质。杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极的制备方法为：取原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、镁-钐(Mg-Sm)中间合金、纯铋(Bi)，采用刚玉坩埚、感应炉熔炼，得镁液；在CO2+SF6气体保护下，将镁液升温至720℃浇入钢制模具中，冷却，得到镁合金铸锭。实施例2本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al6.2％、Sm0.40％、Bi0.20％，余量为Mg和不可避免的杂质。杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极的制备方法同实施例1。实施例3本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al6.3％、Sm0.30％、Bi0.15％，余量为Mg和不可避免的杂质。杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极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Sm、Bi的镁合金牺牲阳极进行检测，结果如表1所示。其中，对比例为商用镁合金AZ63。表1实施例1-3所得镁合金牺牲阳极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1–1.78V62％无明显蚀坑，消耗较均匀实施例2–1.75V60％无明显蚀坑，消耗较均匀实施例3–1.72V58％无明显蚀坑，消耗较均匀对比例–1.65V52％出现蚀坑，消耗不均匀从表1可以看出，本专利技术的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，开路电位为–1.72～–1.78V，电流效率为58％～62％，相对于对比例具有更负的电位和更高的电流效率；同时，本专利技术的含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极在腐蚀环境中消耗均匀，消耗速度慢、使用寿命长，适用于土壤、海水、热水器等腐蚀环境下的阴极保护，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Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Al 6.1％～6.3％、Sm 0.30％～0.40％、Bi 0.10％～0.20％，余量为Mg和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种含Sm、Bi的镁合金牺牲阳极，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Al6.1％～6.3％、Sm0.30％～0.40％、Bi0.10％～0.20％...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，李萍，张东晓，崔扬，赵靓雯，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41