专利名称：淡水用铝合金牺牲阳极材料的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学金属防护领域。特别适用于淡水或自来水中阴极保护的牺牲阳极材料。
在已知技术中，被用于金属腐蚀与防护行业中的阴极保护牺牲材料可分为三类，他们是镁合金类，铝合金类，锌合金类。在现有技术中被用于淡水或自来水中的牺牲阳极材料仅有镁合金阳极。其原因是由于普通的铝合金阳极易钝化，电位只有-700--800mV(相对饱和其汞电极，以下同)，而锌合金电极电位也不够负，约-1000mV左右，其主要缺点是电容量太小，不适用.而适用于淡水或自来水中的镁合金电极的电位过负，约为-1500mV，电流效率约50％左右，电容量约为1100Ah/kg。但是镁合金电极被用于家用贮水式电热水器的搪瓷内胆阴极保护材料时，所存在的缺点是电位太负，容易产生碱腐蚀，反使电热水器的搪瓷内胆得不到有效保护。另一方面是镁阳极实际电容量较低，对电热水器搪瓷内胆的保护寿命变短。再有国内725所已研制出一种铝合金阳极，该电极的电位在-1400mV左右，电流效率约70％，但该阳极的使用条件是只适用于含盐在1％以上的介质适用，因此该铝合金阳极也不适用于作民用贮水式电热水器的内胆保护材料。
本发明的目是提出一种能适用于淡水或自来水的，而且使用效果好并寿命长，和经济的铝合金牺牲阳极材料。
根据本发明目的所提出的铝合金阳极材料和考虑到现有技术中材料的不足之处，因此我们所设计以铝为基的铝合金牺牲阳极材料的具体化学成份是(重量％)Sn 0.07-0.2％，Bi 0.15-0.2％残余杂质应少于0.16％，其余为Al。
在本发明的铝合金阳极材料所加入的各种元素，主要是考虑到该材料所使用的领域和环境是在淡水或自来水中加热应用，其电位应控制在-1100--1200mV，而电容量则越大越好，这样可以保证阳极材料不但有好的使用效果，而且还有长的寿命。因此本发明铝合金阳极材料中的Sn在第二相中应处于严重偏析状态，他可以强烈地破坏铝合金表面所形成的氧化膜，使材料电位负移，这正是铝合金能在淡水或自来水中能够自动活化的最重要原因之一。所以Sn在铝合金中含量应控制在0.07-0.2％范围内。Bi在铝合金中加入，主要是参与阳极的“溶解-回沉-溶解”过程，同时还可以降低阳极表面电位，促进表面活化，使阳极表面的微小活化点逐渐扩大成片，并使铝阳极均匀溶解。但在铝合金阳极中随Bi含量的增加，虽与阳极电位的负移成正比，但与电流效率是成反比的。因此本发明阳极材料中Bi的含量必须控制在0.15-0.2％范围内，这样可以控制阳极工作电位是在理想的工作电位内使用。另外本发明铝合金材料被用在淡水或自来水做牺牲阳极使用时，就贮水式电热水器搪瓷内胆而言，除要求阳极对内胆提供阴极保护以外，阳极的腐蚀产物不得有副作用，镁电极的腐蚀产物氢氧化镁是水垢的重要成分，而铝电极的腐蚀产物氢氧化铝，是絮状的，可随水流流动，不会行成水垢，而这种絮状的腐蚀产物氢氧化铝对热水器和整个管路的保护还有好处。
本发明阳极材料的制造方法是先将铝溶化后，再将配好的Sn和Bi同时加入溶化了的铝液中，经搅拌均匀后，可采用直接浇铸或压铸成形。铸件还可另进行轧制或挤压成成品。
本发明铝合金牺牲阳极材料与现有技术相比较具有以下特点1、工作电位选择合理，使用效果好，在淡水或自来水中使用能自动活化。
2、生产和制造工艺简单，成品率高，运输过程无危险。
3、相同尺寸阳极，本发明阳极较镁使用寿命高2倍。
4、镁的腐蚀产物氢氧化镁是水垢重要成分，而铝的氢氧化铝是不结垢的。
5、按现行市场价格，铝价格低。
实施例根据本发明所提出的铝合金阳极材料成份范围，我们共做了三组试验和一组国标成份试验，其具体成份见表1，经熔炼浇铸成型后再测各组的性能见表2，在上述表中，序号1、2、3为本发明铝合金阳极，序号4为国标铝阳极，序号5为镁阳极。
表1实施例成份含量对比(重量％)
表2实施例各材料的性能对比(介质为自来水)
权利要求
1.一种以铝为基的铝合金牺牲阳极材料，其特征在于该材料组成的具体化学成份为(重量％)Sn 0.07-0.2％，Bi 0.15-0.2％，剩余杂质少于0.16％，其余为Al。
全文摘要
本发明属于电化学金属防护领域,特别适用于淡水或自来水中阴极保护的牺牲阳极材料。该材料的组成为Sn0.07—0.2%,Bi0.15—0.2%残余杂质应少于0.16%,其余为Al。该牺牲阳极与现有技术相比较,具有成份简单、选择电位合适,阳极能自动活化,而且使用寿命长等特点。
文档编号C22C21/00GK1260408SQ00100569
公开日2000年7月19日 申请日期2000年1月26日 优先权日2000年1月26日
发明者戴明安 申请人:冶金工业部钢铁研究总院