一种含Nd镁合金牺牲阳极材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于镁合金阳极材料技术领域，具体涉及一种含Nd镁合金牺牲阳极材料。
【背景技术】
[0002] 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。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。
[0003] 但是，现有技术中普通镁合金阳极材料，如常用牌号AZ31(A1 2.5-3.5wt%， Zn0.7-l.3wt% ,Μη 0.2-1. Owt % ) ^AZ91 (A1 8.5-9.5wt% ,Ζη 0.45-0.9wt % ,Μη 0.17-0.40wt%)、AZ63(Al 5.3-6.7wt%，Zn 2.5-3.5wt%，Mn 0.15-0.60wt%)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MgnAlidg，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】
[0004] 本发明的目的是提供一种含Nd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。
[0005] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
[0006] 一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成：A1 7.8%~ 8.0%、2110.4%~0.6%、恥0.2%~0.4%，余量为1%和不可避免的杂质。
[0007] 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%。
[0008] 本发明的含Nd镁合金牺牲阳极材料，合金组分为Mg-Al-Zn-Nd，该合金在Zn和A1组 合使用的基础上，为保证性能和控制成本，A1的加入量选为7.8~8.0wt%，Zn的加入量选为 0.4~0.6的％;加入少量的恥(0.2~0.4的％)，生成高熔点的厶1 2恥相，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Mg17Al 12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。
[0009] 本发明的含Nd镁合金牺牲阳极材料，在Zn和A1组合使用的基础上，通过加入Nd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、 消耗速度慢、使用寿命长的特点，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。
[0010]上述的含Nd镁合金牺牲阳极材料，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钕中间合金为原料进 行熔炼后，浇铸制得的。
[0011] 所用原料纯镁(Mg)、纯铝(A1)、纯锌（Zn)为工业纯镁、纯铝、纯锌。镁钕中间合金 (Mg-Nd)为工业镁钕中间合金。所述浇铸的温度为730°C。
[0012] 优选的，所述含Nd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 (A1)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-Nd)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔炼，得镁液;在C02+ SF6混合气体保护下，将镁液升温至730°C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。
[0013] 本发明的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法，是以纯镁、纯铝、纯锌和镁钕中间 合金为原料进行熔炼、浇铸;该制备方法工艺简单，原料来源广泛。
【具体实施方式】
[0014] 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】 [0015] 中，所用的原料纯镁(Mg)、纯铝(A1)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-~(1)均为市售产品（工业品）。其中，原料纯镁(1%)、纯铝以1)、纯锌(21〇的纯度为99.8%，原 料镁钕中间合金(Mg-Nd)的纯度为99.5%。
[0016] 实施例1
[0017]本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成:A1 7.8%、 Zn0.6%、Nd 0.2%，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〇. 2%。
[0018] 本实施例的含Nd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(A1)、纯锌(Zn)、镁钕中间合金(Mg-Nd)，采用刚玉坩埚和感应炉进行熔 炼，得镁液;在C0 2+SF6混合气体保护下，将镁液升温至730°C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。
[0019] 实施例2
[0020] 本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成:A1 7.9%、 Zn0.5%、Nd 0.3%，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〇. 2%。
[0021 ]本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。
[0022] 实施例3
[0023]本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料，由以下质量百分比的组分组成:A1 8.0%、 ZnO. 4%、Nd 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〇. 2%。
[0024]本实施例的含Nd镁合金牺牲阳极材料的制备方法同实施例1。
[0025] 实验例
[0026] 本实验例对实施例1-3所得含Nd镁合金牺牲阳极材料进行检测，结果如表1所示。 [0027] 其中，对比例为商用镁合金AZ91。
[0028]表1实施例1-3所得含Nd镁合金牺牲阳极材料性能检测结果 「00291
[0030]从表1可以看出，本发明所得含Nd镁合金牺牲阳极材料，开路电位为-1.70~-1.80V，电流效率为55%~60%，在腐蚀环境中材料消耗均匀，具有广阔的应用前景。
【主权项】
1. 一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：A1 7.8%~8·0%、Ζη 0.4%~0.6%、Nd 0.2%~0.4%，余量为Mg和不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的含Nd镁合金牺牲阳极材料，其特征在于:是以纯镁、纯铝、纯锌 和镁钕中间合金为原料进行熔炼后，浇铸制得的。
【专利摘要】本发明公开了一种含Nd镁合金牺牲阳极材料，所述镁合金牺牲阳极材料由以下质量百分比的组分组成：Al？7.8％～8.0％、Zn？0.4％～0.6％、Nd？0.2％～0.4％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明的含Nd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Nd元素改善组织，使阳极材料消耗均匀，消耗速度慢，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。
【IPC分类】C22C1/03, C22C23/02, C23F13/14
【公开号】CN105648294
【申请号】
【发明人】李萍, 王莹, 赵红玲, 孟凡深, 李凤霞, 赵丽君, 郭力
【申请人】洛阳理工学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月12日