CN111058044A - 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极 - Google Patents

一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极 Download PDF

Info

Publication number
CN111058044A
CN111058044A CN201911322548.7A CN201911322548A CN111058044A CN 111058044 A CN111058044 A CN 111058044A CN 201911322548 A CN201911322548 A CN 201911322548A CN 111058044 A CN111058044 A CN 111058044A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
sacrificial anode
cast aluminum
percent
service life
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911322548.7A
Other languages
English (en)
Inventor
程仁寨
马旭
王丛昆
王兴瑞
陈吉龙
赵鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Nanshan Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Shandong Nanshan Aluminium Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Nanshan Aluminium Co Ltd filed Critical Shandong Nanshan Aluminium Co Ltd
Priority to CN201911322548.7A priority Critical patent/CN111058044A/zh
Publication of CN111058044A publication Critical patent/CN111058044A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/12—Electrodes characterised by the material
    • C23F13/14—Material for sacrificial anodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极及其制备方法，属于铝合金牺牲阳极制造领域，包括如下质量百分比的物质组成：5.5‑7.0%的Zn，0.2‑0.4%的La和0.02‑0.03%的In，余量为Al和杂质。本发明采用常见的Al、Zn与In组合使用的同时，通过加入中间合金Al‑La的方式引入La，由于La的熔点很高，通过加入中间合金Al‑La的方式引入La，能够有效的降低La的熔点，从而熔融时所需温度，且加入La之后，La能与Al生成高熔点Al2La相，高熔点Al2La相可作为有效的形核核心，从而能够细化晶粒，同时高熔点Al2La相可以将铝合金中呈网状分布的Al2Zn相断开，进而通过细化晶粒改善组织，提高组织的均匀性，从而使铝合金牺牲阳极在腐蚀环境中消耗的更均匀，从而起到延长铝合金牺牲阳极使用寿命的目的。

Description

一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极
技术领域
本发明属于铝合金牺牲阳极制造领域，具体地说是一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极及其制备方法。
背景技术
牺牲阳极是海水、淡海水介质中的船舶、机械设备、海洋工程和海港设施以及低电阻率土壤中的管道、电缆等设施金属防腐蚀的阴极保护常用装置。牺牲阳极是通过进行电化学保护是一种防止金属材料腐蚀的有效方法。目前较为常见的有镁合金牺牲阳极和铝合金牺牲阳极，而由于镁合金的生产成本要高于铝合金的生产成本，故而铝合金是最常用的一种牺牲阳极材料，其不仅具有电位适中、电流效率高、腐蚀产物易脱落的特点，而且具有便于熔炼和铸造、生产工艺简单、生产成本低的特点。但是，目前常用的铝合金牺牲阳极多为Al-Zn-In系铝合金牺牲阳极和Al-Zn-Hg系铝合金牺牲阳极这两种，由于成分设计上金属锌的和制备工艺上的原因，导致合金晶粒较为粗大，导致组织不均匀，且铝与锌形成Al2Zn相，并以网状分布于晶界，容易导致在铝合金内部形成微电池，加速铝合金牺牲阳极的消耗，并会导致铝合金牺牲阳极消耗不均匀，降低铝合金牺牲阳极的使用寿命。
发明内容
本发明提供一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，包括如下质量百分比的物质组成：5.5-7.0%的Zn，0.2-0.4%的La和0.02-0.03%的 In，余量为Al和杂质。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，所述的杂质包括Fe、Si、Cu。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，所述的杂质质量小于总质量的0.02%。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，所述的La的质量记为中间合金Al-La中La的质量。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，所述的中间合金Al-La为中间合金Al-10La。
一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，包括如下步骤：步骤一：准确称量铝、锌、铟和中间合金Al-La，送入预热釜中进行预热；
步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至720-740℃，加入锌、铟和中间合金Al-La；
步骤三：待所有金属熔化后，去除杂质，将温度升至770-780℃；
步骤四：降温，进行浇铸，得铸造铝合金块，经过后续加工既得铸造铝合金牺牲阳极。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，所述的铝、锌、铟的纯度为99.9%以上，所述的中间合金Al-La的纯度为99.5%以上。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，所述的步骤一中的预热釜的预加热温度为120-150℃。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，所述的步骤四中的铝合金熔融物降温至700-740℃。
如上所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，所述的步骤四中浇铸时将模具预热至200-300℃。
本发明的优点是：本发明提供的铝合金牺牲阳极的组分为Al-Zn-La-In。本发明采用常见的Al、Zn与In组合使用的同时，通过加入中间合金Al-La的方式引入La，由于La的熔点很高，通过加入中间合金Al-La的方式引入La，能够有效的降低La的熔点，从而熔融时所需温度，且加入La之后，La能与Al生成高熔点Al2La相，高熔点Al2La相可作为有效的形核核心，从而能够细化晶粒，同时高熔点Al2La相可以将铝合金中呈网状分布的Al2Zn相断开，进而通过细化晶粒改善组织，提高组织的均匀性，从而使铝合金牺牲阳极在腐蚀环境中消耗的更均匀，从而起到延长铝合金牺牲阳极使用寿命的目的。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对 本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1 步骤一：按照5.5%的Zn，0.2的La和0.02%的 In，余量为Al的质量百分比准确称量铝、锌、铟和中间合金Al-La，送入预热釜中在120℃进行预热；
步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至720℃，加入锌、铟和中间合金Al-La；
步骤三：待所有金属熔化后，去除杂质，将温度升至770℃；
步骤四：降温至700℃，预先将浇铸用的模具预热至200℃再进行浇铸，浇筑完成后得铸造铝合金块，经过后续加工既得铸造铝合金牺牲阳极。
实施例2 步骤一：按照7.0%的Zn， 0.4%的La和0.03%的 In，余量为Al的质量百分比准确称量铝、锌、铟和中间合金Al-La，送入预热釜中在150℃进行预热；
步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至740℃，加入锌、铟和中间合金Al-La；
步骤三：待所有金属熔化后，去除杂质，将温度升至780℃；
步骤四：降温至700-740℃，预先将浇铸用的模具预热至300℃再进行浇铸，浇筑完成得铸造铝合金块，经过后续加工既得铸造铝合金牺牲阳极。
实施例3 步骤一：按照6.25%的Zn，0.3%的La和0.025%的 In，余量为Al的质量百分比准确称量铝、锌、铟和中间合金Al-La，送入预热釜中在135℃进行预热；
步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至730℃，加入锌、铟和中间合金Al-La；
步骤三：待所有金属熔化后，去除杂质，将温度升至775℃；
步骤四：降温至720℃，预先将浇铸用的模具预热至250℃再进行浇铸，浇筑完成得铸造铝合金块，经过后续加工既得铸造铝合金牺牲阳极。
性能检测
选用南山铝业生产的Al-Zn-In系铝合金牺牲阳极作为对照例，其性能对比如表1所示：
序号 开路电位(V) 电流效率(%) 腐蚀环境中消耗情况
实施例1 -1.76 60 无明显坑蚀，消耗均匀
实施例2 -1.86 72 无明显坑蚀，消耗均匀
实施例3 -1.82 65 无明显坑蚀，消耗均匀
对照例 -1.75 57 有较为明显坑蚀，消耗有不均匀的情况
表1
由表1可以看出，实施例1-3的铝合金牺牲阳极，开路电位为-1.6至-1.86，电流效率为60-72%，在腐蚀环境中材料消耗均匀，性能明显优于对照例的铝合金牺牲阳极，故而能够有效的起到延长铝合金牺牲阳极使用寿命的作用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，其特征在于：包括如下质量百分比的物质组成：5.5-7.0%的Zn，0.2-0.4%的La和0.02-0.03%的 In，余量为Al和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，其特征在于：所述的杂质包括Fe、Si、Cu。
3.根据权利要求1所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，其特征在于：所述的杂质质量小于总质量的0.02%。
4.根据权利要求1所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，其特征在于：所述的La的质量记为中间合金Al-La中La的质量。
5.根据权利要求4所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极，其特征在于：所述的中间合金Al-La为中间合金Al-10La。
6.一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：准确称量铝、锌、铟和中间合金Al-La，送入预热釜中进行预热；
步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至720-740℃，加入锌、铟和中间合金Al-La；
步骤三：待所有金属熔化后，去除杂质，将温度升至770-780℃；
步骤四：降温，进行浇铸，得铸造铝合金块，经过后续加工既得铸造铝合金牺牲阳极。
7.根据权利要求6所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，其特征在于：所述的铝、锌、铟的纯度为99.9%以上，所述的中间合金Al-La的纯度为99.5%以上。
8.根据权利要求6所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的预热釜的预加热温度为120-150℃。
9.根据权利要求6所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，其特征在于：所述的步骤四中的铝合金熔融物降温至700-740℃。
10.根据权利要求6所述的一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极的制备方法，其特征在于：所述的步骤四中浇铸时将模具预热至200-300℃。
CN201911322548.7A 2019-12-20 2019-12-20 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极 Pending CN111058044A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911322548.7A CN111058044A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911322548.7A CN111058044A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111058044A true CN111058044A (zh) 2020-04-24

Family

ID=70300854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911322548.7A Pending CN111058044A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111058044A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113604710A (zh) * 2021-07-07 2021-11-05 烟台南山学院 一种放电平稳高电流率的铝合金阳极材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383297A (en) * 1964-03-06 1968-05-14 Eberius Ernst Zinc-rare earth alloy anode for cathodic protection
JPH02149636A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 流電陽極用アルミニウム合金
CN104862530A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 一种适用于热海泥环境的锌合金牺牲阳极
CN105648445A (zh) * 2016-01-07 2016-06-08 广西大学 一种Al-Zn-In-Er牺牲阳极及其制备方法
CN111101034A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 山东南山铝业股份有限公司 一种低稀土高性能的稀土铝合金及其制备方法
CN112267120A (zh) * 2020-09-15 2021-01-26 中国石油天然气股份有限公司 一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383297A (en) * 1964-03-06 1968-05-14 Eberius Ernst Zinc-rare earth alloy anode for cathodic protection
JPH02149636A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 流電陽極用アルミニウム合金
CN104862530A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 一种适用于热海泥环境的锌合金牺牲阳极
CN105648445A (zh) * 2016-01-07 2016-06-08 广西大学 一种Al-Zn-In-Er牺牲阳极及其制备方法
CN111101034A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 山东南山铝业股份有限公司 一种低稀土高性能的稀土铝合金及其制备方法
CN112267120A (zh) * 2020-09-15 2021-01-26 中国石油天然气股份有限公司 一种耐腐蚀和耐高温的牺牲阳极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯德龙等: "镧对Al-Sn-Bi牺牲阳极电化学性能的影响", 《中国稀土学报》 *
谢水生等: "《简明铝合金加工手册》", 31 December 2016, 冶金工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113604710A (zh) * 2021-07-07 2021-11-05 烟台南山学院 一种放电平稳高电流率的铝合金阳极材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109022896B (zh) 一种具有电磁波屏蔽性能的高强高导耐热Cu-Fe-Y-Mg合金材料及其制备方法
CN105734588B (zh) 一种深海环境用高性能铝合金牺牲阳极及其制备方法
CN111101034A (zh) 一种低稀土高性能的稀土铝合金及其制备方法
WO2018072368A1 (zh) 稀土铜合金玻璃模具及其制备方法
CN103849794A (zh) 一种环保自润滑耐磨铜合金及其制备方法
CN112831692B (zh) 一种铝锰合金带材及其制备方法
CN110964943B (zh) 一种采用半连续铸造生产高强铜合金的方法
CN115747563B (zh) 一种海洋工程用Cu-15Ni-8Sn基合金及其制备方法
CN110273081A (zh) 一种Cu-Fe-Ti导电合金及其制备方法
CN104878258A (zh) 高强度压铸铝合金的制备方法
CN100491558C (zh) 一种高性能钇基重稀土铜合金模具材料及其制备方法
CN112210691A (zh) 一种耐蚀铜合金及其制备方法
CN111058044A (zh) 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极
CN102277521B (zh) 室温高韧性单相固溶体镁稀土基合金及制备方法
CN102485924B (zh) 一种集成电路用磷铜阳极的制备方法
CN115323225B (zh) 一种耐蚀高强韧铸造铝硅合金及其制备方法
CN110666127A (zh) 一种新型的提高压铸件硬度的方法
KR20120035458A (ko) 흑색색상을 갖는 경질피막용 알미늄 주물합금 제조방법
CN102517476B (zh) 一种减小疏松和缩松的高强度铝合金及其制备方法
CN102808186A (zh) 一种铝合金牺牲阳极制造工艺
CN105838951B (zh) 一种含La牺牲阳极镁合金
CN113388761A (zh) 一种电子封装用铝硅合金盖板材料及其制备方法
CN106591844A (zh) 一种含Sn、Sb的镁合金牺牲阳极
KR102044983B1 (ko) 고내식 마그네슘 합금 및 그 제조방법
CN109971993A (zh) 一种高耐蚀铜合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200424

RJ01 Rejection of invention patent application after publication