CN113322467A - 微锌型铝合金牺牲阳极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微锌型铝合金牺牲阳极,所述微锌型铝合金牺牲阳极的组成材料包括铝、锌、铟、镁、锡、锰和钙,所述锌的质量分数为0.2%~0.8%,所述铟的质量分数为0.02%~0.05%,所述镁的质量分数为1.0%~2.0%,所述锡的质量分数为0.005%~0.015%,所述锰的质量分数为0.001%~0.08%,所述钙的质量分数为0.005%~0.05%,余量为铝;所述微锌型铝合金牺牲阳极中杂质铁的质量分数≤0.08%,杂质硅的质量分数≤0.15%,杂质铜的质量分数≤0.005%。该微锌型铝合金牺牲阳极中的锌含量较低,减少了牺牲阳极中锌元素溶解对海洋生态的影响,而且该微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为‑1.18V~‑1.10V,工作电位为‑1.12V~‑1.05V,电容量≥2700A·h/Kg,电流效率≥91%,故该微锌型铝合金牺牲阳极不仅工作电位满足标准要求,而且电容量大,电流效率高。

Description

微锌型铝合金牺牲阳极
技术领域
本发明涉及防腐蚀技术领域,尤其是涉及一种微锌型铝合金牺牲阳极。
背景技术
铝合金牺牲阳极具有重量轻、电容量大、价格低等优点,广泛应用于各类船舶、采油平台、海上风电、海底管线、跨海大桥、人造岛礁、海港码头等大型设施的腐蚀防护。铝合金牺牲阳极材料的开发最早是从Al-Zn(铝-锌)二元合金开始的,经过多年的研究和发展,在Al-Zn二元合金的基础上添加了Hg(汞)、In(铟)、Cd(镉)、Sn(锡)、Mg(镁)等元素,使铝合金牺牲阳极的电化学性能不断改善,形成了一系列具有较高电化学性能的多元铝合金牺牲阳极。目前国内外已有多种阳极配方及工艺,根据主要添加的合金元素的不同,铝阳极可分为三大类:Al-Zn-Hg系、Al-Zn-Sn系、Al-Zn-In系。因汞有剧毒,对环境影响很大,并且在冶炼过程中威胁工人的身体健康,逐步地被In系阳极所取代。Al-Zn-Sn合金阳极必须经过均质化热处理以弥补杂质铁带来的不利影响,成本偏高。目前,应用于海洋工程装备的腐蚀防护的阴极保护材料以Al-Zn-In系阳极为主,经过多年研究,该类牺牲阳极的配方工艺成熟,性能指标也趋于稳定,与之相关的国标和国际规范也相继颁布。
随着社会的发展,人类文明的进步,各国都越来越重视海洋生态环境。重金属污染具有来源广、残毒时间长、蓄积性、难以降解、污染后不易被发现并且难于恢复、易于沿食物链转移富集等特征,被称为环境中具有潜在危害的重要污染物,具有高度危害性和难治理性。国家标准《GB3097-1997海水水质标准》中按照海域的不同适用功能和保护目标,将海水水质分为四类,每类水质对应的重金属标准含量如图1所示。因此在近岸修建大型海工设施时,应充分考虑对环境的影响,尤其是重金属的污染问题。
牺牲阳极的阴极保护技术作为海工装备腐蚀防护技术已得到广泛地应用,牺牲阳极溶解后产生的重金属离子,会对海洋生态环境造成影响和危害。近年来,海上养殖区附近修建了大量的海上风电设施,环评发现其周边海水中的锌含量超标,超过了标准规定中作为水产养殖区的二类水质中锌元素不超过0.05mg/L的上限,过量的锌会影响海洋生物正常的生理代谢,导致生物生长发育被抑制,对免疫系统和生殖系统也会造成损害,对养殖业会造成减产的危害。而锌超标主要是牺牲阳极中锌元素溶解所致,根据DNV-RP-401或者GB/T4948标准,目前Al-Zn-In系牺牲阳极中Zn的含量一般在2.5%~7%之间,大多数供货阳极的Zn含量范围在4~6%之间。因此,为了减少锌对海洋生物的毒害作用和影响,促进海洋水产养殖业的健康发展,保护海洋生态环境,迫切地需要开发一种微锌含量、高电容量的环保型牺牲阳极材料,从而为我国海洋工程装备提供环保可靠的阴极保护技术和材料。目前,国内外尚无满足工作电位负于-1.05V(文中所述电位均指相对于饱和甘汞电极的电位),电容量达到2600A·h/Kg,阳极溶解均匀,锌含量低于0.8%的铝合金牺牲阳极产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种微锌型铝合金牺牲阳极,旨在解决上述背景技术存在的不足,该微锌型铝合金牺牲阳极中的锌含量较低,减少了牺牲阳极中锌元素溶解对海洋生态的影响,而且该微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.12V~-1.05V(相对于饱和甘汞电极),电容量≥2700A·h/Kg,电流效率≥91%,故该微锌型铝合金牺牲阳极不仅工作电位满足标准要求,而且电容量大,电流效率高。同时该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落,可广泛用于海洋结构物、海底管道工程及海洋装备等的阴极保护工程。
本发明提供一种微锌型铝合金牺牲阳极,所述微锌型铝合金牺牲阳极的组成材料包括铝、锌、铟、镁、锡、锰和钙,所述锌的质量分数为0.2%~0.8%,所述铟的质量分数为0.02%~0.05%,所述镁的质量分数为1.0%~2.0%,所述锡的质量分数为0.005%~0.015%,所述锰的质量分数为0.001%~0.08%,所述钙的质量分数为0.005%~0.05%,余量为铝;所述微锌型铝合金牺牲阳极中杂质铁的质量分数≤0.08%,杂质硅的质量分数≤0.15%,杂质铜的质量分数≤0.005%。
进一步地,所述微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V,所述微锌型铝合金牺牲阳极的工作电位为-1.12V~-1.05V。
进一步地,所述微锌型铝合金牺牲阳极的电容量≥2700A·h/Kg,所述微锌型铝合金牺牲阳极的电流效率≥91%。
进一步地,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制作材料包括铝锭、锌锭、铟锭、锡锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金。
进一步地,所述铝镁合金中镁的质量分数为40%~60%,所述铝钙合金中钙的质量分数为62%~70%,所述铝锰合金中锰的质量分数为5%~10%。
进一步地,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制备工艺采用熔铸法,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制作方法包括:
熔炼前将铝锭、锌锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金预热升温至第一温度,以去除所述铝锭、所述锌锭、所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金中的水分;
将所述铝锭置入加热炉中并将所述铝锭加热至第二温度,使所述铝锭完全熔化以得到铝液,按照配方比例向所述铝液中加入所述锌锭,使所述锌锭完全熔化以得到铝锌混合液;再按照配方比例向所述铝锌混合液中加入所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金,使所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金完全熔化以得到铝锌镁钙锰混合液;
继续加热所述铝锌镁钙锰混合液,待所述铝锌镁钙锰混合液的温度升高至第三温度时停止加热;舀取所述铝锌镁钙锰混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入至所述铝锌镁钙锰混合液内,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,得到铝锌镁钙锰铟锡混合液;
继续加热所述铝锌镁钙锰铟锡混合液使其充分熔融,对所述铝锌镁钙锰铟锡混合液进行搅拌使其混合均匀;停止加热,将所述铝锌镁钙锰铟锡混合液浇铸到模具中,冷却后即可得到所述微锌型铝合金牺牲阳极。
进一步地,所述第一温度≥100℃。
进一步地,所述第二温度为670℃~700℃。
进一步地,所述第三温度为720℃~750℃。
本发明提供的微锌型铝合金牺牲阳极,其组成材料中锌的含量为0.2%~0.8%,大大减少了牺牲阳极中锌元素溶解对海洋生态的影响。
该微锌型铝合金牺牲阳极以铝(Al)为原材料,通过按比例添加微量的锌(Zn)、铟(In)、镁(Mg)、锡(Sn)、锰(Mn)和钙(Ca)元素以消除杂质元素对牺牲阳极电化学性能的影响,使得该微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.12V~-1.05V(相对于饱和甘汞电极),电容量≥2700A·h/Kg,电流效率≥91%,故该微锌型铝合金牺牲阳极不仅工作电位满足标准要求,而且电容量大,电流效率高。同时该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落,可广泛用于海洋结构物、海底管道工程及海洋装备等的阴极保护工程。
附图说明
图1为国家标准《GB3097-1997海水水质标准》中海水水质标准的示意图。
图2为本发明实施例的微锌型铝合金牺牲阳极与现有技术中铝合金牺牲阳极的化学成分及电化学性能的对比示意图。
图3为本发明各实例中微锌型铝合金牺牲阳极的电化学性能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
本发明实施例提供的微锌型铝合金牺牲阳极(Al-Zn-In-Mg-Sn-Mn-Ca牺牲阳极),以铝(Al)为原材料,通过按比例添加微量的锌(Zn)、铟(In)、镁(Mg)、锡(Sn)、锰(Mn)和钙(Ca)元素以消除杂质元素对牺牲阳极电化学性能的影响。该微锌型铝合金牺牲阳极的组成材料包括铝、锌、铟、镁、锡、锰和钙,锌的质量分数为0.2%~0.8%,铟的质量分数为0.02%~0.05%,镁的质量分数为1.0%~2.0%,锡的质量分数为0.005%~0.015%,锰的质量分数为0.001%~0.08%,钙的质量分数为0.005%~0.05%,余量为铝。微锌型铝合金牺牲阳极中杂质铁的质量分数≤0.08%,杂质硅的质量分数≤0.15%,杂质铜的质量分数≤0.005%。
具体地,锌元素作用机理:Zn元素和铝基体形成固溶体,通过“溶解-再沉积”对铝阳极的活化起到加速作用。合金元素Zn和In在铝阳极基体表面富集,形成Zn和In的富集相,富集态Zn破坏了铝基体氧化膜的完整性和致密性,使阳极电位发生负移,驱动电位增大。
铟元素作用机理:In元素在铝阳极中以偏析相和固溶体两种形式存在,以固溶体形式存在的In元素通过“溶解-再沉积”促进铝阳极不断活化溶解,而以偏析相存在的In元素对阳极的活化溶解没有直接的影响。在铝基体和表面氧化膜之间富集的金属In,使得阳极的结构和表面组成发生变化,进一步促进阳极表面的活化溶解。由于In的活化作用,使阳极在工作过程中电位变负。同时In还能部分抑制铁、硅等杂质对铝阳极带来的不利影响。Zn、In为同族元素,利用“同族元素效应”,充分发挥In和Zn之间的协同作用,减少In的偏析。
镁元素作用机理:Mg不是铝合金牺牲阳极中的性能控制元素,但少量镁可以改变铝合金阳极的微观结构,有利于提升其均匀溶解性能及其极化性能,显著提高阳极的电流效率,尤其是在有微量Sn存在时。镁的含量主要是影响合金的树枝晶形型和第二相粒子的性质、形态、数量和分布,进而影响阳极表面溶解的均匀性和电流效率。
锡元素作用机理:Sn元素的存在状态主要分为两种,一种是与铝基体固溶,另一种是与其他合金元素形成化合物,在晶界处组成偏析相。Sn可溶于铝中形成固溶体,破坏铝的钝性,Sn2+、Sn4+离子进入合金表面氧化膜,使得较多的阳离子和阴离子产生缺陷,进而降低氧化膜的阻力,促进合金的活性溶解。
锰元素作用机理:加入少量Mn可以减少铝合金中由于铁的存在造成的孔蚀,减少铁杂质对阳极的不利影响。
钙元素作用机理:通过添加Ca可以减少杂质Si的影响,提高电化学性能。
进一步地,在本实施例中,在常温海水中,该微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V(相对于饱和甘汞电极SCE),该微锌型铝合金牺牲阳极的工作电位为-1.12V~-1.05V(相对于饱和甘汞电极SCE)。
进一步地,在本实施例中,该微锌型铝合金牺牲阳极的电容量≥2700A·h/Kg,微锌型铝合金牺牲阳极的电流效率≥91%。
进一步地,在本实施例中,该微锌型铝合金牺牲阳极的制作材料包括铝锭、锌锭、铟锭、锡锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金。该微锌型铝合金牺牲阳极的制备工艺采用熔铸法,其中镁元素、钙元素和锰元素分别以铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金的方式添加,采用合金化的添加方式可大大降低镁、钙和锰的熔融温度,以降低能耗,节约成本。
进一步地,在本实施例中,铝镁合金中镁的质量分数为40%~60%(在450~460℃的温度条件下),铝钙合金中钙的质量分数为62%~70%(在545~600℃的温度条件下),铝锰合金中锰的质量分数为5%~10%。
进一步地,在本实施例中,该微锌型铝合金牺牲阳极的制作方法包括:
熔炼前先将铝锭、锌锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金预热升温至第一温度,以去除铝锭、锌锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金中的水分;
然后将铝锭置入加热炉中并将铝锭加热至第二温度,使铝锭完全熔化以得到铝液(目视无固体铝锭即可),按照配方比例向铝液中加入锌锭,使锌锭完全熔化以得到铝锌混合液;再按照配方比例向铝锌混合液中加入铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金,使铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金完全熔化以得到铝锌镁钙锰混合液;
继续加热铝锌镁钙锰混合液,待铝锌镁钙锰混合液的温度升高至第三温度时停止加热;然后用小坩埚舀取铝锌镁钙锰混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入至小坩埚内的铝锌镁钙锰混合液中,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,得到铝锌镁钙锰铟锡混合液;
继续加热铝锌镁钙锰铟锡混合液使其充分熔融,对铝锌镁钙锰铟锡混合液进行搅拌使其混合均匀(可利用磁力搅拌或者是用预热过的石墨棒对铝镁钙锰铟锡混合液进行充分搅拌);停止加热,将铝锌镁钙锰铟锡混合液浇铸到模具中,冷却后即可得到微锌型铝合金牺牲阳极(Al-Zn-In-Mg-Sn-Mn-Ca牺牲阳极)。
进一步地,在本实施例中,第一温度≥100℃(优选为100℃),第二温度为670℃~700℃,第三温度为720℃~750℃。
如图2所示,本实施例提供的微锌型铝合金牺牲阳极,相较于现有技术的Al-Zn-In系牺牲阳极,在开路电位和工作电位满足标准要求的前提下,不仅锌含量大幅降低,而且电容量远远超过其他种类的Al-Zn-In系牺牲阳极。
本实施例提供的微锌型铝合金牺牲阳极的优点在于:
1、该微锌型铝合金牺牲阳极的组成材料中锌的含量为0.2%~0.8%,相较于现有技术中Al-Zn-In系牺牲阳极中Zn的含量大大降低,从而大大减少了牺牲阳极中锌元素溶解对海洋生态的影响;
2、该微锌型铝合金牺牲阳极以铝(Al)为原材料,通过按比例添加微量的锌(Zn)、铟(In)、镁(Mg)、锡(Sn)、锰(Mn)和钙(Ca)元素以消除杂质元素对牺牲阳极电化学性能的影响,使得该微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.12V~-1.05V(相对于饱和甘汞电极),电容量≥2700A·h/Kg,电流效率≥91%,故该微锌型铝合金牺牲阳极不仅工作电位满足标准要求,而且电容量大,电流效率高;
3、该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落,可广泛用于海洋结构物、海底管道工程及海洋装备等的阴极保护工程;
4、该微锌型铝合金牺牲阳极的制备工艺采用熔铸法,其中镁元素、钙元素和锰元素分别以铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金的方式添加,采用合金化的添加方式可大大降低镁、钙和锰的熔融温度,以降低能耗,节约成本,故该微锌型铝合金牺牲阳极还具有熔炼工艺简单,耗能低的优点。
本实施例提供的微锌型铝合金牺牲阳极在满足海洋工程装备阴极保护设计规范的前提下,其电容量远远超过其他种类的牺牲阳极,且锌含量大幅降低,是一种高效、环保的电化学阴极保护新材料。
实例一:
微锌型铝合金牺牲阳极的配方为(质量百分比):Zn 0.53%,In 0.023%,Mg1.35%,Sn 0.008%,Mn 0.005%,Ca 0.01%,其中杂质元素Fe 0.067%,Si 0.12%,Cu≤0.001%,余量为Al。
将铝锭在加热炉中加热至670~700℃,使铝锭完全熔化,以目视无固体铝锭为准。再按照配方比例加入锌锭、铝镁合金、铝锰合金和铝钙合金,并使其熔融。待混合液温度升到720~750℃时,停止加热。用小坩埚舀取混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入小坩埚内,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,使其充分熔融并用石墨棒搅拌均匀。最后再浇铸到模具中,冷却后即可得到微锌型铝合金牺牲阳极。
如图3所示,按照GB/T 17848-1999规定的标准试验方法对实例一得到的微锌型铝合金牺牲阳极进行电化学性能测试,其开路电位为-1.121V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.089V(相对于饱和甘汞电极),电容量为2715A·h/Kg,且该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落。
实例二:
微锌型铝合金牺牲阳极的配方为(质量百分比):Zn 0.28%,In 0.045%,Mg1.68%,Sn 0.015%,Mn 0.06%,Ca 0.03%,其中杂质元素Fe 0.072%,Si 0.09%,Cu≤0.001%,余量为Al。
将铝锭在加热炉中加热至670~700℃,使铝锭完全熔化,以目视无固体铝锭为准。再按照配方比例加入锌锭、铝镁合金、铝锰合金和铝钙合金,并使其熔融。待混合液温度升到720~750℃时,停止加热。用小坩埚舀取混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入小坩埚内,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,使其充分熔融并用石墨棒搅拌均匀。最后再浇铸到模具中,冷却后即可得到微锌型铝合金牺牲阳极。
如图3所示,按照GB/T 17848-1999规定的标准试验方法对实例二得到的微锌型铝合金牺牲阳极进行电化学性能测试,其开路电位为-1.119V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.109V(相对于饱和甘汞电极),电容量为2728A·h/Kg,且该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落。
实例三:
微锌型铝合金牺牲阳极的配方为(质量百分比):Zn 0.75%,In 0.035%,Mg1.18%,Sn 0.01%,Mn 0.03%,Ca 0.006%,其中杂质元素Fe 0.062%,Si 0.15%,Cu≤0.001%,余量为Al。
将铝锭在加热炉中加热至670~700℃,使铝锭完全熔化,以目视无固体铝锭为准。再按照配方比例加入锌锭、铝镁合金、铝锰合金和铝钙合金,并使其熔融。待混合液温度升到720~750℃时,停止加热。用小坩埚舀取混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入小坩埚内,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,使其充分熔融并用石墨棒搅拌均匀。最后再浇铸到模具中,冷却后即可得到微锌型铝合金牺牲阳极。
如图3所示,按照GB/T 17848-1999规定的标准试验方法对实例三得到的微锌型铝合金牺牲阳极进行电化学性能测试,其开路电位为-1.130V(相对于饱和甘汞电极),工作电位为-1.113V(相对于饱和甘汞电极),电容量为2709A·h/Kg,且该微锌型铝合金牺牲阳极表面溶解均匀,腐蚀产物容易脱落。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述微锌型铝合金牺牲阳极的组成材料包括铝、锌、铟、镁、锡、锰和钙,所述锌的质量分数为0.2%~0.8%,所述铟的质量分数为0.02%~0.05%,所述镁的质量分数为1.0%~2.0%,所述锡的质量分数为0.005%~0.015%,所述锰的质量分数为0.001%~0.08%,所述钙的质量分数为0.005%~0.05%,余量为铝;所述微锌型铝合金牺牲阳极中杂质铁的质量分数≤0.08%,杂质硅的质量分数≤0.15%,杂质铜的质量分数≤0.005%。
2.如权利要求1所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述微锌型铝合金牺牲阳极的开路电位为-1.18V~-1.10V,所述微锌型铝合金牺牲阳极的工作电位为-1.12V~-1.05V。
3.如权利要求1所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述微锌型铝合金牺牲阳极的电容量≥2700A·h/Kg,所述微锌型铝合金牺牲阳极的电流效率≥91%。
4.如权利要求1所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制作材料包括铝锭、锌锭、铟锭、锡锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金。
5.如权利要求4所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述铝镁合金中镁的质量分数为40%~60%,所述铝钙合金中钙的质量分数为62%~70%,所述铝锰合金中锰的质量分数为5%~10%。
6.如权利要求1-5任一项所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制备工艺采用熔铸法,所述微锌型铝合金牺牲阳极的制作方法包括:
熔炼前将铝锭、锌锭、铝镁合金、铝钙合金和铝锰合金预热升温至第一温度,以去除所述铝锭、所述锌锭、所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金中的水分;
将所述铝锭置入加热炉中并将所述铝锭加热至第二温度,使所述铝锭完全熔化以得到铝液,按照配方比例向所述铝液中加入所述锌锭,使所述锌锭完全熔化以得到铝锌混合液;再按照配方比例向所述铝锌混合液中加入所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金,使所述铝镁合金、所述铝钙合金和所述铝锰合金完全熔化以得到铝锌镁钙锰混合液;
继续加热所述铝锌镁钙锰混合液,待所述铝锌镁钙锰混合液的温度升高至第三温度时停止加热;舀取所述铝锌镁钙锰混合液,按照配方比例将铟锭和锡锭用铝箔包裹好后加入至所述铝锌镁钙锰混合液内,搅拌使之溶解,再倒入高温加热炉中,得到铝锌镁钙锰铟锡混合液;
继续加热所述铝锌镁钙锰铟锡混合液使其充分熔融,对所述铝锌镁钙锰铟锡混合液进行搅拌使其混合均匀;停止加热,将所述铝锌镁钙锰铟锡混合液浇铸到模具中,冷却后即可得到所述微锌型铝合金牺牲阳极。
7.如权利要求6所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述第一温度≥100℃。
8.如权利要求6所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述第二温度为670℃~700℃。
9.如权利要求6所述的微锌型铝合金牺牲阳极,其特征在于,所述第三温度为720℃~750℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114059072A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 无锌型铝合金牺牲阳极

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102002715A (zh) * 2010-10-12 2011-04-06 青岛双瑞防腐防污工程有限公司 一种高性能铝合金牺牲阳极
CN103088346A (zh) * 2012-12-07 2013-05-08 山东德瑞防腐材料有限公司 添加Sn、Mn元素的铝合金牺牲阳极
CN104862710A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 一种环境友好型的锌合金牺牲阳极
US20170051426A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Apple Inc. Processes to avoid anodic oxide delamination of anodized high strength aluminum alloys
CN109097783A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种油井用铝合金牺牲阳极及其制备方法
CN109252170A (zh) * 2018-11-08 2019-01-22 青岛钢研纳克检测防护技术有限公司 耐高温油污海水的铝合金牺牲阳极

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102002715A (zh) * 2010-10-12 2011-04-06 青岛双瑞防腐防污工程有限公司 一种高性能铝合金牺牲阳极
CN103088346A (zh) * 2012-12-07 2013-05-08 山东德瑞防腐材料有限公司 添加Sn、Mn元素的铝合金牺牲阳极
CN104862710A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 一种环境友好型的锌合金牺牲阳极
US20170051426A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Apple Inc. Processes to avoid anodic oxide delamination of anodized high strength aluminum alloys
CN109097783A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种油井用铝合金牺牲阳极及其制备方法
CN109252170A (zh) * 2018-11-08 2019-01-22 青岛钢研纳克检测防护技术有限公司 耐高温油污海水的铝合金牺牲阳极

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114059072A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 无锌型铝合金牺牲阳极

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