专利名称：一种无铝低钙的铅银钙稀土合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料技术领域，具体来说涉及一种无铝低钙的铅银钙稀土 合金，同时还涉及其制备方法。
背景4支术
20世纪80年代，加拿大科明科公司研发成功铅-银-钙多元合金(含银: 0.25%;含钙0.1%;含铝0.05%;余量铅)轧制阳极用于电解提取金属锌， 该种合金作为传统铅-银合金(含银1%;余量铅)铸造阳极的换代产品而 被广泛地应用于碌u酸盐水溶液中电解提取金属锌领域，其与传统含4艮1%的 铅-银合金铸造阳极相比具有以下三方面突出优点 一是节约白银80% ， 降低合金成本；二是合金强度高(抗拉强度Sb=4.4-4.9kgf/mm2)，可完全支 撑阳极自身重量，使阳极在使用中不易产生弯曲变形；三是轧制过程消除 了针孔、疏松等铸造缺陷，使合金组织致密度提高，在水溶液中电解提取 锌工艺条件下耐蚀性提高，使用寿命可达到一年。
但是，铅-4艮4丐多元合金轧制阳极经过十多年的工业应用后发现其主要 存在以下两方面的缺点 一是阳极前3-5个月的使用效果较好，但后期性能 下降，腐蚀加剧，导致所得阴极锌中的含铅量极易超过0.005%,使产品1 级品率多，0级品率少，产品等级下降；二是合金熔炼过程中为使钙不损耗， 需在高温(680-720°C)下加入一定量的铝作为钙的保护剂，高温使得铅蒸 气压力增大，导致铅污染加大和能耗增高，同时也使得加工工艺变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种具有阳极氧化膜阻抗 低、耐蚀性良好，使用寿命长的无铝低钙的铅银钙稀土合金。
本发明的另 一 目的在于提供该无铝低钙的铅银钙稀土合金的制备方法。
本发明的一种无铝低钙的铅银钙稀土合金，其组成重量比为 含0. 15-0. 7%的银，含0. 03-0. 09%的钙，含0. 02-0. 08%的稀土金属， 余量为铅。
上述的无铝低钩的铅银钩稀土合金，其组成较佳重量比为含O. 19% 的银，含O. 05%的钙，含O. 07%的稀土金属，余量为铅。
上述的无铝低4丐的铅银钩稀土合金，其中铅为1号电解铅，稀土金 属为40号混合稀土金属或45号混合稀土金属。本发明的无铝低钙的铅银钙稀土合金的制备方法，包括下述步骤
(1) 升温至400-500。C4巴熔铅炉内的铅熔化后保温；
(2) 将上述重量比的银、钙和稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程 中在熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差；
(3 )待熔体合金化均匀后静止30-50分钟，除去熔体表面氧化渣即得。 本发明与现有技术相比，具有明显的优点，乂人以上技术方案可知，本 发明的合金在保证阳极具有支撑自身重量所需的基本强度下，降低合金中 的钙含量50%以上，且不含铝元素，并添加微量稀土金属，有效地改善了合 金的显微组织，减小了合金的晶间腐蚀倾向，提高了阳极的耐蚀性；在空 气中熔炼配制本发明合金时，不需要加入铝作为钙的保护剂，只需在铅合 金熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差即可达到使锅稳定的目的， 使每熔炼1吨合金节约金属铝材料消耗0. 5公斤，并简化了熔炼工艺流程， 降低了熔炼成本；在低温400-50(TC下进行合金的一次性投料熔炼，避免了 在高温680-720。C下熔炼合金，大大减少了铅蒸汽和氧化铅的污染。本合金 制备的阳极，具有低的阳极氧化膜阻抗、良好的耐蚀性，更长的使用寿命， 且制造工艺简便，铅污染小。
具体实施方式
实施例1
称取99.70公斤的1号电解铅在熔炼炉中加热至450。C,待铅熔化后保 温；分别称取0.09公斤钙、0.15公斤银和0.06公斤45号混合稀土金属， 然后全部装入一个加料装置中，将此加料装置迅速沉于铅液中搅拌，同时 在熔体和炉子之间施加一个36伏的直流电位差，40分钟后停止搅拌，静止 30分钟后除去熔体表面氧化渣，开始出炉浇铸，待合金凝固后启模取出阳 极坯板，再进4亍轧制、剪切成960x 620x 6毫米的阳4及板。经4企测该阳极 板的组成为含银0.149%、含4丐0.089%、含稀土金属0.058%。
对所得到的阳极板进行试验表明，阳极板抗拉强度Sb=4.9kgf/mm2,完 全可支撑自身重量，在电解槽中不会发生翘曲、变形而导致短路。阳极板 在电解质溶液浓度为Zn2+56g/l、 H2SO4140g/l、 Mn2+5g/l，阴极为纯铝板和 温度35。C的电解提取锌工艺条件下，其自腐蚀电位比现有的铅-银-钙多元 合金阳极板低50mV,槽电压低30mV,平均使用寿命可达14个月以上。
实施例2
称取99.69公斤的1号电解铅在熔炼炉中加热至460。C,待铅熔化后保 温；分别称取0.05公斤钙、0.19公斤银和0.07公斤45号混合稀土金属， 然后全部装入一个加料装置中，将此加料装置迅速沉于铅液中搅拌，同时 在合金熔体和炉子之间施加一个15伏的直流电位差，30分钟后停止搅拌， 静止30分钟后除去熔体表面氧化渣，出炉浇注进入^f莫具中，待合金凝固后启模取出阳极坯板，再进行轧制、剪切成960x620x 6毫米的阳极板。经 检测该阳极板的组成为含银0.189%、含钙0.048%、含稀土金属0.067%。 对所得的阳极板进行试验表明，阳极板抗拉强度Sb-4.5kgf/mm2,完全可 支撑自身重量，在电解槽中不会发生翘曲、变形而导致短路。阳极板在电 解质溶液浓度为Zn2+58g/l、 H2SO4160g/l、 Mn2+4.0g/l，阴极为纯铝板和温 度35。C的电解提取锌工艺条件下，其自腐蚀电位比现有的铅-4艮-钩多元合 金阳极板低108mV,槽电压低57mV,平均4吏用寿命可达15个月以上。
实施例3
称取99.25公斤的1号电解铅在熔炼炉中加热至480。C，待铅熔化后保 温；分别称取0.03公斤钙、0.7公斤银和0.02公斤40号混合4土金属，然 后全部装入一个加料装置中，将此加料装置迅速沉于铅液中搅拌，同时在 合金熔体和炉子之间施加一个3伏的直流电位差，40分钟后停止搅拌，静 止50分钟后除去熔体表面氧化渣，随即浇注进入模具中，待合金凝固后启 模取出阳极坯板，再进行冷轧、剪切成960x 620x6毫米的阳极板。经检 测该阳极板的组成为含银0.690/。；含甸0.028%;含稀土金属0.017%。
对所得的阳极板进行试验表明，阳极板抗拉强度Sb=3.8kgf/mm2，完全 可支撑自身重量。阳极板在电解质溶液浓度为Zn2+60g/l、 H2SO4150g/l、 Mn2+4.5g/l，阴极为纯铝板和温度35。C的电解提取锌工艺条件下，其自腐蚀 电位比现有的铅-银-钙多元合金阳极板低119mV，槽电压低64mV,平均使 用寿命可达16个月以上。
以上所述，^l是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方 案的范围内。
权利要求
1、一种无铝低钙的铅银钙稀土合金，其组成重量比为含0.15-0.7％的银，含0.03-0.09％的钙，含0.02-0.08％的稀土金属，余量为铅。
2、 如权利要求1所述的无铝低钩的铅银4丐稀土合金，其组成较佳重量比为含O. 19%的银，含O. 05%的钙，含0.07%的稀土金属，余量为铅。
3、 如权利要求1或2所述的无铝低钩的铅银钩稀土合金，其中铅为1号电解铅。
4、 如权利要求3所述的无铝低钓的铅银钓稀土合金，其中稀土金属为40号混合稀土金属或45号混合稀土金属。
5、 如权利要求1或2所述的无铝低钩的铅银钩稀土合金的制备方法，包括下述步骤(1) 升温至400-500。C把熔铅炉内的铅熔化后保温；(2) 将所述重量比的银、4丐和稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程中在熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差；(3 )待熔体合金化均匀后静止30-50分钟，除去熔体表面氧化渣即得。
全文摘要
本发明公开了一种无铝低钙的铅银钙稀土合金及其制备方法，其组成重量比为含0.15-0.7％的银，含0.03-0.09％的钙，含0.02-0.08％的稀土金属，余量为铅。其制备方法为升温至400-500℃把熔铅炉内的铅熔化后保温；将所述重量比的银、钙和稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程中在熔体与炉子间施加一个3-36伏的直流电位差；待熔体合金化均匀后静止30-50分钟，除去熔体表面氧化渣即得。本发明具有阳极氧化膜阻抗低、耐蚀性良好，使用寿命长的特点。
文档编号C22C11/00GK101654750SQ200910102779
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者苏向东 申请人:苏向东