[发明专利]一种无铝低钙的铅银钙稀土合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体来说涉及一种无铝低钙的铅银钙稀土合金，同时还涉及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代，加拿大科明科公司研发成功铅-银-钙多元合金(含银：0.25％；含钙0.1％；含铝0.05％；余量铅)轧制阳极用于电解提取金属锌，该种合金作为传统铅-银合金(含银1％；余量铅)铸造阳极的换代产品而被广泛地应用于硫酸盐水溶液中电解提取金属锌领域，其与传统含银1％的铅-银合金铸造阳极相比具有以下三方面突出优点：一是节约白银80％，降低合金成本；二是合金强度高(抗拉强度δ_b＝4.4-4.9kgf/mm²)，可完全支撑阳极自身重量，使阳极在使用中不易产生弯曲变形；三是轧制过程消除了针孔、疏松等铸造缺陷，使合金组织致密度提高，在水溶液中电解提取锌工艺条件下耐蚀性提高，使用寿命可达到一年。

但是，铅-银-钙多元合金轧制阳极经过十多年的工业应用后发现其主要存在以下两方面的缺点：一是阳极前3-5个月的使用效果较好，但后期性能下降，腐蚀加剧，导致所得阴极锌中的含铅量极易超过0.005％，使产品1级品率多，0级品率少，产品等级下降；二是合金熔炼过程中为使钙不损耗，需在高温(680-720℃)下加入一定量的铝作为钙的保护剂，高温使得铅蒸气压力增大，导致铅污染加大和能耗增高，同时也使得加工工艺变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种具有阳极氧化膜阻抗低、耐蚀性良好，使用寿命长的无铝低钙的铅银钙稀土合金。

本发明的另一目的在于提供该无铝低钙的铅银钙稀土合金的制备方法。

本发明的一种无铝低钙的铅银钙稀土合金，其组成重量比为：

含0.15-0.7％的银，含0.03-0.09％的钙，含0.02-0.08％的稀土金属，余量为铅。

上述的无铝低钙的铅银钙稀土合金，其组成较佳重量比为：含0.19％的银，含0.05％的钙，含0.07％的稀土金属，余量为铅。

上述的无铝低钙的铅银钙稀土合金，其中：铅为1号电解铅，稀土金属为40号混合稀土金属或45号混合稀土金属。

本发明的无铝低钙的铅银钙稀土合金的制备方法，包括下述步骤：

(1)升温至400-500℃把熔铅炉内的铅熔化后保温；

(2)将上述重量比的银、钙和稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程中在熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差；

(3)待熔体合金化均匀后静止30-50分钟，除去熔体表面氧化渣即得。

本发明与现有技术相比，具有明显的优点，从以上技术方案可知，本发明的合金在保证阳极具有支撑自身重量所需的基本强度下，降低合金中的钙含量50％以上，且不含铝元素，并添加微量稀土金属，有效地改善了合金的显微组织，减小了合金的晶间腐蚀倾向，提高了阳极的耐蚀性；在空气中熔炼配制本发明合金时，不需要加入铝作为钙的保护剂，只需在铅合金熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差即可达到使钙稳定的目的，使每熔炼1吨合金节约金属铝材料消耗0.5公斤，并简化了熔炼工艺流程，降低了熔炼成本；在低温400-500℃下进行合金的一次性投料熔炼，避免了在高温680-720℃下熔炼合金，大大减少了铅蒸汽和氧化铅的污染。本合金制备的阳极，具有低的阳极氧化膜阻抗、良好的耐蚀性，更长的使用寿命，且制造工艺简便，铅污染小。

具体实施方式

实施例1

称取99.70公斤的1号电解铅在熔炼炉中加热至450℃，待铅熔化后保温；分别称取0.09公斤钙、0.15公斤银和0.06公斤45号混合稀土金属，然后全部装入一个加料装置中，将此加料装置迅速沉于铅液中搅拌，同时在熔体和炉子之间施加一个36伏的直流电位差，40分钟后停止搅拌，静止30分钟后除去熔体表面氧化渣，开始出炉浇铸，待合金凝固后启模取出阳极坯板，再进行轧制、剪切成960×620×6毫米的阳极板。经检测该阳极板的组成为：含银0.149％、含钙0.089％、含稀土金属0.058％。