一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺，属于锌阳极制备技术领域，由如下重量配比的组分组成：铝0.1

【技术实现步骤摘要】
一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺


[0001]本专利技术属于锌阳极制备
，具体地，涉及一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺。

技术介绍

[0002]锌资源丰富，制造工艺简单，锌对大气具有良好的抗腐蚀性能，是目前常用的阳极材料；锌基合金牺牲阳极是以锌基合金所制成的牺牲阳极，适用于大部分海水下的装置，广泛应用于海洋工业中，具有稳定的电化学性能，也可在低电阻水域或弱碱度土壤中保护船舶的压载箱、码头、桩腿和其他金属结构，但是在使用一段时间后，其表面会生产坚硬致密的腐蚀产物，从而降低了对金属的保护作用，而且会加速对金属构件的腐蚀性。
[0003]另外环境介质和pH值对锌的腐蚀具有很大影响，当pH为7
‑
9时，锌会溶解成氢氧化锌，而该产物在阳极表面形成坚固的覆盖层，不利于锌自身的溶解，导致阳极表面钝化；在高温海水中，锌随着腐蚀产物的变化，在60℃左右相对钢铁会产生电位逆转，从而对金属件失去保护作用。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提供一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺，该种稀土改性锌基合金牺牲阳极在锌基合金中增加稀土元素进行改性，提高了锌阳极的耐热温度，增大了其对所保护金属的抗腐蚀性能，使其应用范围更广；该种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备工艺简单，原料来源广泛，适宜于工业大规模推广。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，由如下重量配比的组分组成：铝0.1
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0.5％、锰0.2
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0.3％、镁0.025
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0.05％及稀土元素0.5
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0.7％，余量为锌及不可避免的杂质，所述杂质含量不超过0.1％，上述各组分的含量之和为100％。铝在锌中形成单相α固溶体，合成的阳极材料电位较负并且稳定，还可以消除杂质铁元素的不利影响；锰可以增加铝在锌中的溶解度，进一步稳定阳极活性，降低自腐蚀速率；镁可以细化金属组织来增加硬度，降低合金延展性；稀土元素可以减少合金的表面张力，细化晶粒，还能提高合金的耐热性能，使锌阳极放电过程中电子浓度增大，并阻止晶界的迁移，使锌阳极能够均匀溶解，增加了对所保护金属的抗腐蚀性能。
[0006]进一步地，所述杂质中铁含量不超过0.005％，铅含量不超过0.006％，铜含量不超过0.005％。锌合金中铁、铅及铜均为有害杂质，因此需要限制其含量，以免影响锌合金的电化学性能。
[0007]进一步地，所述稀土元素为铈。铈来源广泛，熔点较低。
[0008]本专利技术还提供了一种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备工艺，制备如上所述的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，包括如下制备步骤：
[0009]S1：熔化：将熔炼炉内温度升至530
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550℃，然后在此温度下取一定量纯锌加入熔炼炉内，在锌块熔化过程中持续搅拌熔液，使锌块完全熔化，继续搅拌0.5h；
[0010]S2：添加合金元素：在步骤1所得熔液中添加质量配比的铝、锰、镁及稀土元素，并将熔炼炉的温度升至780
‑
800℃，并在此温度下搅拌使其熔化，待合金元素完全熔化后继续搅拌0.5h；
[0011]S3：精炼：在步骤2所得的熔液中添加一定比例的精炼剂进行精炼；
[0012]S4：浇铸：将精炼后的熔液在铸造模具内浇铸，待自然冷却后经打磨即可得到稀土改性锌基合金牺牲阳极。首先使锌完全熔融，再加入合金元素，可以提高合金元素在锌中的溶解性，使合金内部分布均匀；精炼可以去除熔液中的气体，使合金致密性较好，进而提高其耐腐蚀性能。
[0013]进一步地，所述步骤1中的锌块的纯度≥99.995％。锌块的纯度越高，其质量越好。
[0014]进一步地，所述步骤3中的精炼剂采用如下质量配比的组分组成：氯化钠30
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60份、氯化锌35
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70份及氯化铵5
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15份。氯化铵在加热条件下会生成氯化氢和氨气，这两种气体会在熔液中上浮，并带走熔渣，既能去除熔液中的气体，又能带走部分杂质，进而达到精炼的目的；氯化钠和氯化锌在高温作用下会促进气体带走熔液中的熔渣量，增强精炼作用。
[0015]进一步地，所述步骤3中的精炼剂用量为熔液重量的1
‑
2％。
[0016]进一步地，所述精炼步骤为：将精炼剂分多批间隔加入，每次投入1kg，精炼间隔0.5
‑
1h后继续投料1kg，精炼剂投入完毕后，继续精炼0.5
‑
1h，精炼过程中对熔液进行搅拌；然后将熔液静置1
‑
1.5h，上部分的熔液即可用于下一工序，而底部的残渣则清除。
[0017]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极及其制备工艺，该种稀土改性锌基合金牺牲阳极在锌基合金中增加稀土元素进行改性，提高了锌阳极的耐热温度，增大了其对保护金属的抗腐蚀性能，使其应用范围更广；该种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备工艺简单，原料来源广泛，适宜于工业大规模推广。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备流程图。
具体实施方式
[0019]下面为进一步说明本专利技术，列举以下实施例，但本专利技术不限于下述实施例。
[0020]实施例1
[0021]一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，由如下重量配比的组分组成：铝0.1％、锰0.2％、镁0.025％及铈0.5％，余量为锌及不可避免的杂质，所述杂质含量不超过0.1％，上述各组分的含量之和为100％，所述杂质中铁含量不超过0.005％，铅含量不超过0.006％，铜含量不超过0.005％，所述锌块的纯度≥99.995％。
[0022]如图1所示，该种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备工艺包括如下制备步骤：
[0023]S1：熔化：将熔炼炉内温度升至530℃，然后在此温度下取一定量纯锌加入熔炼炉内，在锌块熔化过程中持续搅拌熔液，使锌块完全熔化，继续搅拌0.5h；
[0024]S2：添加合金元素：在步骤1所得熔液中添加质量配比的铝、锰、镁及稀土元素，并将熔炼炉的温度升至780℃，并在此温度下搅拌使其熔化，待合金元素完全熔化后继续搅拌0.5h；所述精炼步骤为：将精炼剂分多批间隔加入，每次投入1kg，精炼间隔0.5h后继续投料
1kg，精炼剂投入完毕后，继续精炼0.5h，精炼过程中对熔液进行搅拌；然后将熔液静置1h，上部分的熔液即可用于下一工序，而底部的残渣则清除；
[0025]S3：精炼：在步骤2所得的熔液中添加熔液重量的1％的精炼剂进行精炼，所述精炼剂采用如下质量配比的组分组成：氯化钠30份、氯化锌35份及氯化铵5份；
[0026]S4：浇铸：将精炼后的熔液在铸造模具内浇铸，待自然冷却后经打磨即可得到稀土改性锌基合金牺牲阳极。
[0027]实施例2
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，其特征在于：由如下重量配比的组分组成：铝0.1
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0.5 %、锰0.2
‑
0.3 %、镁0.025
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0.05 %及稀土元素0.5
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0.7 %，余量为锌及不可避免的杂质，所述杂质含量不超过0.1 %，上述各组分的含量之和为100 %。2.根据权利要求1所述的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，其特征在于：所述杂质中铁含量不超过0.005 %，铅含量不超过0.006 %，铜含量不超过0.005 %。3.根据权利要求1所述的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，其特征在于：所述稀土元素为铈。4.一种稀土改性锌基合金牺牲阳极的制备工艺，制备如权利要求1
‑
3任一项所述的一种稀土改性锌基合金牺牲阳极，其特征在于：包括如下制备步骤：S1：熔化：将熔炼炉内温度升至530
‑
550 ℃，然后在此温度下取一定量纯锌加入熔炼炉内，在锌块熔化过程中持续搅拌熔液，使锌块完全熔化，继续搅拌0.5 h；S2：添加合金元素：在步骤1所得熔液中添加质量配比的铝、锰、镁及稀土元素，并将熔炼炉的温度升至780
‑
800 ℃，并在此温度下搅拌使其熔化，待合金元素完全...

【专利技术属性】
技术研发人员：江福，
申请(专利权)人：太仓长福金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：