[发明专利]一种含Sm镁合金牺牲阳极材料

说明书

技术领域

本发明属于镁合金阳极材料技术领域，具体涉及一种含Sm镁合金牺牲阳极材料。

背景技术

金属材料的腐蚀造成的经济损失巨大，采用牺牲阳极进行电化学保护是一种防止金属材料腐蚀的有效方法，对金属材料耐腐蚀性能的提高和使用寿命的延长具有重要意义。由于牺牲阳极具有不需要外加电源、不会干扰临近金属设施、电流分散能力好、易于管理和维护等优点，因而在防腐蚀工程中得到广泛应用。镁合金的电化学性能较好，常被用作牺牲阳极材料，对设备装置的阴极材料进行保护，以延长阴极材料的使用寿命。

但是，现有技术中普通镁合金阳极材料，如常用牌号AZ31、AZ91、AZ63等，由于成分设计和制备工艺上的原因，导致合金晶粒粗大，组织不均匀，且元素铝与镁形成Mg₁₇Al₁₂相，并以网状分布于晶界，容易与镁基体形成微电池，加速牺牲阳极材料的消耗，同时使阳极材料的消耗不均匀，影响牺牲阳极材料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，解决现有镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中消耗不均匀，影响使用寿命的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.0％～8.2％、Zn 0.6％～0.8％、Sm 0.4％～0.6％，余量为Mg和不可避免的杂质。

杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。

本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料，合金组分为Mg-Al-Zn-Sm，该合金在Zn和Al组合使用的基础上，为保证性能和控制成本，Al的加入量选为8.0～8.2wt％，Zn的加入量选为0.6～0.8wt％；加入少量的Sm(0.4～0.6wt％)，生成高熔点的Al₂Sm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。

本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料，在Zn和Al组合使用的基础上，通过加入Sm元素改善组织，使阳极材料消耗均匀；所得镁合金牺牲阳极材料在腐蚀环境中具有消耗均匀的特点，消耗速度慢，延长了牺牲阳极材料的使用寿命，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。

上述的含Sm镁合金牺牲阳极材料，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钐中间合金为原料进行熔炼后，浇铸制得的。

所用原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)为工业纯镁、纯铝、纯锌。所用原料镁钐中间合金(Mg-Sm)为工业镁钐中间合金。所述浇铸的温度为730℃。

优选的，所述含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法为：取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)和镁钐中间合金(Mg-Sm)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO₂+SF₆混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。

本发明的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钐中间合金为原料进行熔炼、浇铸；该制备方法工艺简单，操作方便。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式中，所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钐中间合金(Mg-Sm)均为市售产品(工业品)。其中，原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)的纯度为99.8％，原料镁钐中间合金(Mg-Sm)的纯度为99.5％。

实施例1

本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：Al 8.0％、Zn 0.8％、Sm 0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中杂质元素Si、Fe、Cu和Ni在阳极材料中的总质量含量小于0.2％。

本实施例的含Sm镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是按照上述组分及含量取合金原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)和镁钐中间合金(Mg-Sm)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液；在CO₂+SF₆混合气体保护下，将镁液升温至730℃后浇入钢制模具，得到镁合金铸锭，即为所述镁合金牺牲阳极材料。

实施例2