[发明专利]一种铸造电极材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种铸造电极材料及制备方法。

背景技术

CN201310222515.1涉及一种铝合金阳极材料，具体地讲涉及一种含金属元素钒的铝合金电极材料；本发明还涉及该铝合金阳极材料的制备方法。该铝合金阳极材料包含铝、镁、锡和铟，还包括钒；上述元素组分依质量百分含量计，Mg为0.5-5%，V为0.01-0.2%，Sn为0.01-0.4%，In为0.01-0.3%，余量为金属铝。但是该铝合金阳极材料工作电位负值偏低。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种铸造电极材料，该合金材料的工作电位负值较高。

本发明的另一目的是提供一种铸造电极材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明技术方案如下：

一种铸造电极材料，其特征在于，各成分的重量百分含量为：Sc 0.1-0.3%， Th 0.03-0.05%，As 0.04-0.08%，Fe 0.3-0.5%，Os 0.02-0.04%，Se 1-2%，其余为Mg。

一种铸造电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先按照上述成分进行配料，原料Sc、Th、As、Fe、Os、Se、Mg以纯物质形式加入，纯度均大于99.9%；

2）采用坩埚电阻炉熔炼合金原料，先将坩埚加热至450～500℃，然后在坩埚壁及底部均匀地撒上占合金原料重量3-5%的镁熔剂；然后将合金原料放入坩埚中，再在合金原料上撒上占合金原料重量0.8-1.5%的镁熔剂，然后加热坩埚，待坩埚中合金原料全部熔化后，拨去液面上的炉渣，撒入占合金原料重量4-6%的镁熔剂，再将坩埚升温至720-740℃，保温4-8min后，将熔融液态合金浇入铸型中；

3）浇注前铸型先放入充满液氮的容器，停留20-30分钟后取出，取出后在4-8分钟内将步骤2）熔融液态合金浇入铸型的型腔，得到合金条；浇注完成10-20分钟后，将合金条从铸型中取出放入箱式电阻炉中加热，加热至110-120℃，保温20-30分钟，即得到铸造电极材料。 

步骤2）中镁熔剂的重量百分比含量为：MgCl₂ 29-36%，CaF₂ 14-17%，NaCl 3-5%，CaCl₂ 3-4%，MgO 0.5-0.9%，AgCl 0.5-1%，CsCl 1.1-1.4%，其余为KCl。

步骤3）中铸型通过以下方法制作：各成份按重量百分比活性白土3-4%，高岭石3-4%，水6-8%，硼酸1-2%，其余为锆英砂进行配料；通过人工撞实方法将铸型做好后，置于120-130℃炉中硬化20-30分钟取出，冷却至室温。

所述活性白土的化学成分为：Al₂O₃ 16-19%，Fe₂O₃ 2-3%，FeO 0.1-0.2%，TiO 0.1-0.2%，CaO 1-3%，MgO 4-6%，MnO 0.1-0.2%，K₂O 0.5-0.8%，Na₂O 0.1-0.3%，P₂O₅ 0.02-0.05%，其余为SiO₂；高岭石的化学式为Al₄[Si₄O₁₀]·(OH)₈，锆英砂的成分为ZrO₂ 65-68%，其余为SiO₂；活性白土和高岭石为粉状，粉粒尺寸为2-4微米，锆英砂为粒状，尺寸为200-250微米。

步骤3）中合金条的长、宽、厚尺寸分别为150-200mm，80-100mm，15-20mm。

本发明的有益效果：

本发明铸造电极材料经激冷铸造并有低温均匀化处理后，阳极材料组织更加均匀，具有较负的自腐蚀电位和工作电位，较好的阳极极化性能，表明均匀化处理后，阳极材料电化学性能能够得到提高。Os元素作用是提高合金的抗氧化性；在纯镁中加入合金元素Se 和 Th，电位负移；加入合金元素 As 后，极化曲线变化平缓；Mg和 Fe元素可以形成共晶组织；加入合金元素Sc后，材料组织细化，开路电位负移。