專利名稱：一種添加鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對導(dǎo)電水性溶液(淡水、海水、污水、電解液)或含有水溶液的環(huán)境(如泥土、海灘等)中的鋼鐵構(gòu)件或電極電位比鋼鐵更正的金屬材料實(shí)施腐蝕防護(hù)的陰極保護(hù)技術(shù)中的犧牲陽極的保護(hù)方法，特別是一種犧牲陽極法中的鋁合金犧牲陽極的制備方法。
背景技術(shù)：
使用犧牲陽極來保護(hù)鋼鐵不被腐蝕，或減緩腐蝕是陰保技術(shù)當(dāng)中的方法之一?，F(xiàn)有的作為犧牲陽極的材料普遍選用鋅和鋅合金、鎂和鎂合金、鋁和鋁合金。三者相比，以鋁為基礎(chǔ)的鋁合金犧牲陽極具有一定的優(yōu)點(diǎn)其發(fā)電量是鋅陽極的3.6倍，鎂陽極的1.5倍；而它的消耗量是鋅陽極的1/3，鎂陽極的1/2，所以備受科學(xué)家的關(guān)注。鋁來源廣泛，隨著電解技術(shù)的提高，成本越來越低；由于鋁是輕金屬，是在地殼中含量最多的金屬元素，又無公害。因此，以鋁為基礎(chǔ)的犧牲陽極受到歡迎。
但是，以鋁合金作為犧牲陽極，又存在一些缺陷1、由于鋁純化比較快，而且膜薄而致密，腐蝕產(chǎn)物不宜脫落，使?fàn)奚枠O效率降低2、通用的鋁合金犧牲陽極晶粒比較粗，在使用過程中，常常出現(xiàn)大塊脫落等不均勻損耗現(xiàn)象，達(dá)不到設(shè)計水平；3、目前市場上使用的鋁合金陽極中，很多添加元素的電極電位比鋁正，并且常常產(chǎn)生第三相，出現(xiàn)微電池腐蝕，降低了犧牲陽極效果，增加了犧牲陽極的自我損耗。
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種添加鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的添加鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極主要成分為以鋁為原料，添加元素鋅Zn、銦In、鎘Cd、鎂Mg，其特征在于其中還添加了稀土元素鈰Ce。
其中以A00鋁為原料，其成份如下表AZICd-Ce鋁合金犧牲陽極

上述以鋁為原料添加元素的重量百分比最好為鋅2.5～4.5％(wt)，銦0.018～0.030％(wt)，鎘0.005～0.010％(wt)，鎂0.08～0.10％(wt)，鈰0.10～0.15％(wt)，雜質(zhì)總量為≤0.30％(wt)，其中有害雜質(zhì)鐵+銅+鎳≤0.15％(wt)，其他雜質(zhì)≤0.15％(wt)，余量為鋁。
該犧牲陽極可以采用鑄造工藝，也可以采用其它冶金手段制造。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于以鈰為主的添加元素的作用，使鋁合金晶粒明顯細(xì)化，并且比較均勻；由于鈰的凈化作用和優(yōu)先氧化作用，降低了鋁的氧化程度；添加元素鈰呈彌散相分布在晶界處，降低了雜質(zhì)相的電位，減少了微電池引起的腐蝕。所以，該犧牲陽極的電流效率提高5％；腐蝕產(chǎn)物比較容易脫落，犧牲效果得到了提高。該犧牲陽極不僅可以在海洋環(huán)境中使用，也可以在淡水、污水環(huán)境中使用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一海洋中的水或船閘，海洋環(huán)境對鋼鐵構(gòu)成嚴(yán)重的腐蝕危害。由于閘門的配套鋼鐵構(gòu)件，如門槽、門框、底檻、門楣鋼筋等長期浸泡在海水，或氯離子含量高的河水中，受到嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，對該水或船閘預(yù)埋件鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用本發(fā)明犧牲陽極進(jìn)行防腐安排，即在每扇閘門的背水面和迎水面各安裝一個以A00鋁為原料制成的AZICd-Ce合金犧牲陽極。先制作用于水或船閘預(yù)埋件鋼結(jié)構(gòu)的犧牲陽極，其成份是Zn3.0％(wt)；In0.020％(wt)；Cd0.010％(wt)；Ce0.06％(wt)；Mg0.08％(wt)；雜質(zhì)總量為≤0.30％(wt)，余量為鋁。形狀為梯形，尺寸是(110+130)×120×500mm。將該犧牲陽極安裝于水或船閘的結(jié)構(gòu)墻上，然后兩端與預(yù)埋件通過“導(dǎo)線”電焊接，保持犧牲陽極與預(yù)埋件鋼結(jié)構(gòu)“零”電阻連接。兩個月后檢查，發(fā)現(xiàn)原鋼鐵預(yù)埋件的銹斑未見擴(kuò)大；未出現(xiàn)新的銹斑；剝開舊的銹斑后，露出錚亮的鋼鐵表面。檢查犧牲陽極，表面出現(xiàn)如皰疹狀的顆粒，用手指去摩，為白色粉末，比較疏松。說明本發(fā)明的犧牲陽極確實(shí)起到了陰保的作用，犧牲陽極的性能確實(shí)得到了改進(jìn)，即腐蝕物疏松，容易脫落，并且未見一般犧牲陽極容易出現(xiàn)的晶界腐蝕引起的脫落。
實(shí)施例二對石化廠的巨型儲油罐底板的腐蝕防護(hù)，用本發(fā)明作為內(nèi)底板的犧牲陽極。其陽極成份是Zn2.5％(wt)；In0.020％(wt)；Cd0.010％(wt)；Ce0.08％(wt)；Mg0.08％(wt)；雜質(zhì)總量≤0.30％(wt)，余量為鋁。形狀為梯形，分兩種，一種是安裝在側(cè)板，具體尺寸是(115+130)×500×120mm，質(zhì)量22公斤；另一種是安裝在罐底，具體尺寸是(115+135)×500×120mm，質(zhì)量是45公斤。安裝時將犧牲陽極電焊接在已預(yù)先電焊接在油罐底板和側(cè)板的支架上，所以，犧牲陽極與油罐底板、側(cè)板均是“零”電阻連接。這是采用本發(fā)明實(shí)施大面積的陰保防護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，其主要成分為以鋁為原料，添加元素鋅、銦、鎘、鎂，其特征在于其中還添加了稀土元素鈰。
2.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求1所述的一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，其特征在于所述以鋁為原料添加元素的重量百分比為鋅2.5～5.2％(wt)，銦0.018～0.050％(wt)，鎘0.005～0.020％(wt)，鎂0.08～0.15％(wt)，鈰0.05～0.50％(wt)，雜質(zhì)總量≤0.30％(wt)，其中其他雜質(zhì)鐵+銅+鎳≤0.15％(wt)，硅+鈣≤0.15％(wt)，余量為鋁。
3.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求1所述的一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，其特征在于所述添加元素鈰(Ce)的重量百分比以0.10～0.15％(wt)為最理想。
4.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求1所述的一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，其特征在于所述以鋁為原料添加元素的重量百分比最好為鋅2.5～4.5％(wt)，銦0.018～0.030％(wt)，鎘0.005～0.010％(wt)，鎂0.08～0.10％(wt)，鈰0.10～0.15％(wt)，其他有害雜質(zhì)鐵+銅+鎳≤0.15％(wt)，其他雜質(zhì)≤0.15％(wt)，余量為鋁。
5.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求1所述的一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，其特征在于所述鋁原料采用A00鋁。
全文摘要
一種添加元素鈰(Ce)的鋁合金犧牲陽極，主要成分為以鋁為原料，添加元素鋅Zn、銦In、鎘Cd、鎂Mg，還添加了稀土元素鈰Ce。以A
文檔編號C23F13/14GK1566403SQ03129359
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者楊延萍, 王晨, 王科峰 申請人:楊延萍