一种含Sn、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al5.5％～5.7％、Sn 0.3％～0.5％、Bi 0.1％～0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质。该镁合金牺牲阳极以纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、纯铋(Bi)为原料，经熔炼、铸造制得。本发明专利技术的含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，合金组分为Mg‑Al‑Sn‑Bi，通过加入Sn、Bi细化晶粒和改善组织，所得镁合金牺牲阳极组织均匀；腐蚀防护使用，具有溶解消耗均匀、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。

Magnesium alloy sacrificial anode containing Sn and Bi

The invention relates to a magnesium alloy containing Sn and Bi sacrificial anode, consists of the following components: the mass percentage of Al5.5% ~ 5.7%, Sn ~ 0.5%, Bi 0.3% 0.1% ~ 0.3%, the rest is Mg and inevitable impurities. The magnesium alloy sacrificial anode YISHION magnesium (Mg), pure aluminum (Al), pure tin (Sn) and pure bismuth (Bi) were used as raw materials. The invention of the magnesium alloy containing Sn and Bi alloy sacrificial anode, were divided into Mg Al Sn Bi, by adding Sn, Bi grain refinement and improvement of organization, the magnesium alloy sacrificial anode microstructure; corrosion protection, has dissolved uniform consumption characteristics and long service life, suitable for soil and water water heaters and other corrosive environment of cathodic protection, and has broad application prospects.

【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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极。
技术介绍
阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。阴极保护法分为两种：外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护。其中，牺牲阳极阴极保护技术是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属。该技术的优点为：一次投资费用低，且在运行过程中基本上不需要支付维护费用；保护电流的利用率高，不会产生过保护；对邻近的金属设施无干扰影响，适用于厂区或无电源的长输管道，以及小规模的分散管道保护；具有接地和保护兼顾的作用；施工技术简单，平时不需要特殊专业维护管理等。为了减少金属材料腐蚀造成的巨大经济损失，采用牺牲阳极进行电化学保护是一种有效的方法。在牺牲阳极阴极保护技术中，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Sn、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al5.5％～5.7％、Sn0.3％～0.5％、Bi0.1％～0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质。其中，所述杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本专利技术的含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，合金组分为Mg-Al-Sn-Bi。采用Sn、Bi与Al组合使用，为保证性能和控制成本，Al的加入量选为5.5～5.7wt％，Sn、Bi的加入量分别选为0.3～0.5wt％、0.1～0.3wt％；加入少量的Sn、Bi生成高熔点Mg2Sn、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，以Mg-Al-Sn-Bi为合金组分，通过加入Sn、Bi细化晶粒和改善组织，所得镁合金牺牲阳极组织均匀；腐蚀防护使用，具有溶解消耗均匀、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。所述的含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，以纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、纯铋(Bi)为原料，经熔炼、铸造制得。其中，所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、纯铋(Bi)为工业纯镁、纯铝、纯锡、纯铋。所述铸造的浇铸温度为720℃。进一步的，所述含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极的制备方法，包括取原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，以纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、纯铋(Bi)为原料，经熔炼、铸造制得，制备工艺简单，操作方便，易于实现自动化，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)、纯锡(Sn)、纯铋(Bi)均为市售产品。其中，原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)的纯度为99.8％，纯锡(Sn)、纯铋(Bi)的纯度为99.5％。实施例1本实施例的含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al5.5％、Sn0.5％、Bi0.1％，余量为Mg和不可避免的杂质。其中，所述杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极的制备方法为：取原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锡(Sn)、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al5.6％、Sn0.4％、Bi0.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。其中，所述杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sn、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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，由以下质量百分比的组分组成：Al5.7％、Sn0.3％、Bi0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质。其中，所述杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总质量百分含量小于0.2％。本实施例的含Sn、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所得的含Sn、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所得含Sn、Bi的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1–1.70V55％无明显蚀坑，消耗较均匀实施例2–1.72V57％无明显蚀坑，消耗较均匀实施例3–1.75V60％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Sn、Bi的镁合金牺牲阳极，开路电位为–1.70～–1.75V，电流效率为55％～60％，相对于对比例，具有较负的电位和较高的电流效率；同时，该含Sn、Bi的镁合金牺牲阳极在腐蚀环境中材料消耗均匀，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，有着广阔的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含Sn、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 5.5％～5.7％、Sn 0.3％～0.5％、Bi 0.1％～0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种含Sn、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：Al5.5％～5.7％、Sn0.3％～0.5％、Bi0.1％～0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，赵红玲，王莹，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