[发明专利]一种含Gd牺牲阳极镁合金

说明书

技术领域

本发明属于镁基牺牲阳极技术领域，具体涉及一种含Gd牺牲阳极镁合金及制备方法。

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。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，常用镁合金阳极材料(如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，并使消耗不均匀，从而降低牺牲阳极材料的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种含Gd牺牲阳极镁合金及制备方法，该牺牲阳极镁合金制备工艺简单，阳极消耗均匀，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。

本发明所采用的技术方案是：一种含Gd牺牲阳极镁合金，按照质量百分比由以下组分组成：7.3～7.5%的Al，0.3～0.5%的Zn，0.6～0.8%的Gd，余量为Mg和杂质。

所述的含Gd牺牲阳极镁合金的制备方法，以Mg、Al、Zn和Mg-Gd中间合金为原料，经熔炼、铸造即得。

与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：

本发明提供的含Gd牺牲阳极镁合金合金组分为Mg-Al-Zn-Gd。本发明采用Al与Zn组合使用，Al的加入量为7.3～7.5wt%，Zn的加入量为0.3～0.5wt%；加入少量的Gd生成高熔点Al₂Gd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。

本发明提供的牺牲阳极镁合金制备工艺简单，阳极消耗均匀，在保证性能前提下成本较低，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。

具体实施方式

一种含Gd牺牲阳极镁合金，按照质量百分比由以下组分组成：7.3～7.5%的Al，0.3～0.5%的Zn，0.6～0.8%的Gd，余量为Mg和杂质；所述的杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.2%。

所述的含Gd牺牲阳极镁合金的制备方法，以Mg、Al、Zn和Mg-Gd中间合金为原料，经熔炼、铸造即得。具体步骤为：以Mg、Al、Zn和Mg-Gd中间合金为原料，采用刚玉坩埚、感应炉熔炼，在CO₂与SF₆混合气体的保护下，将混合熔炼合金升温至730℃，浇入钢制模具进行铸造，即得到含Gd牺牲阳极镁合金。

本发明含Gd牺牲阳极镁合金是由工业纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钆(Mg-Gd)中间合金为原料经过熔炼铸造而成，本发明具体实施方式中涉及到的原料纯镁(Mg)、纯铝(Al)、纯锌(Zn)、镁钆(Mg-Gd)中间合金均为市售产品。原料的纯度为99.8%的Mg、Al、Zn，99.5%的Mg-Gd中间合金。

为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

一种含Gd牺牲阳极镁合金，按照质量百分比由以下组分组成：7.3%的Al，0.5%的Zn，0.6%的Gd，余量为Mg和杂质；所述的杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.2%。

所述的含Gd牺牲阳极镁合金的制备方法，具体步骤为：以Mg、Al、Zn和Mg-Gd中间合金为原料，采用刚玉坩埚、感应炉熔炼，在CO₂与SF₆混合气体的保护下，将混合熔炼液升温至730℃，浇入钢制模具进行铸造，即得到含Gd牺牲阳极镁合金。

实施例2：

一种含Gd牺牲阳极镁合金，按照质量百分比由以下组分组成：7.4%的Al，0.4%的Zn，0.7%的Gd，余量为Mg和杂质；所述的杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.2%。

本实施例含Gd牺牲阳极镁合金的制备工艺同实施例1。

实施例3：