專利名稱：鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及犧牲陽(yáng)極制備領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置與方法。
背景技術(shù)：
犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法是一種防止金屬腐蝕的方法，將還原性較強(qiáng)的金屬作為保護(hù)極，與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池，還原性較強(qiáng)的金屬作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，被保護(hù)的金屬作為正極就可以避免腐蝕。因?yàn)檫@種方法犧牲了陽(yáng)極(原電池的負(fù)極)保護(hù)了陰極，因而叫做犧牲陽(yáng)極(原電池的陰極)保護(hù)法，而被消耗的元件則成為犧牲陽(yáng)極。
犧牲陽(yáng)極的應(yīng)用范圍非常廣泛，例如鎂合金犧牲陽(yáng)極適用于土壤環(huán)境中的各類鋼質(zhì)管道、儲(chǔ)罐、構(gòu)筑物等設(shè)施金屬防腐蝕的陰極保護(hù)?，F(xiàn)有技術(shù)的鎂合金犧牲陽(yáng)極的制備主要是先將鎂熔化，然后加入配方中分量的合金，并均勻攪拌，然后倒入成型模具中，然后放置在通風(fēng)處自然冷卻，接著脫模，最后進(jìn)行表面處理。這種制備方法因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)自然冷卻，冷卻速度較慢，一是導(dǎo)致鎂合金犧牲陽(yáng)極晶粒粗大，電保護(hù)性能較差，使用壽命縮短，如果后續(xù)采用熱處理的方法來(lái)提高陽(yáng)極性能，則會(huì)大大增加能耗，提高成本；其次由于陽(yáng)極冷卻時(shí)間長(zhǎng)，間斷生產(chǎn)，使得生產(chǎn)效率較低；再有，生產(chǎn)中需求的模具較多，每一種規(guī)格的陽(yáng)極都必須配備多個(gè)模具，投入大，成本高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:提供一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，采用這種制備裝置制備鎂合金犧牲陽(yáng)極生產(chǎn)效率高、成本低且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品電化學(xué)性能以及使用壽命提聞。
本發(fā)明所采用的一種技術(shù)方案是:一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，它包括結(jié)晶器、能夠升到結(jié)晶器內(nèi)的升降裝置以及多塊用于將鎂合金熔體固化時(shí)分割成具體長(zhǎng)度的堵塊，所述結(jié)晶器包括內(nèi)膽以及外殼，所述內(nèi)膽構(gòu)成一個(gè)用于制備鎂合金犧牲陽(yáng)極半成品的垂直通孔，所述內(nèi)膽與外殼之間設(shè)有供冷卻水流動(dòng)的腔體，且所述外殼上設(shè)有多個(gè)供冷卻水流入腔體的進(jìn)水孔，且所述外殼與內(nèi)膽之間還設(shè)有供冷卻水流出的出水口，所述升降裝置頂部設(shè)有與所述垂直通孔滑配合的活塞，所述活塞橫截面的尺寸與所述垂直通孔的橫截面相配。
它還包括一個(gè)用于容置升降裝置且供升降裝置豎直移動(dòng)的容置腔，且所述容置腔與垂直通孔同軸線。
所述出水口為設(shè)置在外殼與內(nèi)膽下部連接處的一圈縫隙。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:提供一種采用上述制備裝置的鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備方 法，采用這種制備方法制備鎂合金犧牲陽(yáng)極生產(chǎn)效率高、成本低且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品電化學(xué)性能以及使用壽命提高。
本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是:一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的制備方法，它包括以下步驟:
(I )、將鎂錠進(jìn)行預(yù)熱，然后放入坩堝中熔煉使其成為熔體，之后將合金添加進(jìn)熔體中攪拌均勻使之成為鎂合金熔體；
(2)、將堵塊放入結(jié)晶器內(nèi)，使堵塊置于升到結(jié)晶器底部的升降裝置的活塞上，然后將步驟(I)制得的鎂合金熔體倒入結(jié)晶器的垂直通孔內(nèi)，并且持續(xù)向結(jié)晶器的腔體內(nèi)通冷卻水冷卻流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體，使流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體固化成型，同時(shí)升降裝置下降帶動(dòng)堵塊下降；
(3)、當(dāng)升降裝置每下降一定值時(shí)，在結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)放入另一個(gè)堵塊，然后升降裝置繼續(xù)下降，同時(shí)鎂合金熔體持續(xù)倒入結(jié)晶器內(nèi)，通過(guò)冷卻水冷卻使鎂合金固化成型，這樣持續(xù)多次，直到升降裝置已經(jīng)下降到設(shè)定的最低值之后停止倒入鎂合金熔體以及停止通入冷卻水，取出固化的鎂合金熔體與堵塊，每?jī)蓚€(gè)堵塊之間固化的鎂合金均為一個(gè)鎂合金犧牲陽(yáng)極。將步驟(3)制備好的鎂合金犧牲陽(yáng)極進(jìn)行表面處理以及后續(xù)組裝。采用以上裝置與方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、原先是用模具澆鑄，表面粗糙，且有氧化層，現(xiàn)用本發(fā)明半連鑄的制備方法，表面更加光滑；2、原先犧牲陽(yáng)極是通過(guò)自然冷卻，結(jié)晶顆粒粗，電化學(xué)性能差，現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明半連鑄的制備方法，主要是通過(guò)工業(yè)用水急劇冷卻后使結(jié)晶顆粒變得更細(xì)，這樣制得的鎂合金犧牲陽(yáng)極電化學(xué)性能穩(wěn)定，而且使用效率較高，能達(dá)到50%以上；3，原先是用單個(gè)模具澆鑄的，再經(jīng)過(guò)自然冷卻再脫模費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率低下，現(xiàn)在通過(guò)本發(fā)明的半連鑄制備方法后，通過(guò)水冷卻可以連續(xù)拉鑄，生產(chǎn)效率大大提升，工作環(huán)境也大幅改善；4、因?yàn)榻Y(jié)晶器內(nèi)膽的垂直通孔形狀是可以變化的，這樣當(dāng)需要制備其他不同形狀的鎂合金犧牲陽(yáng)極時(shí)，可以只需要更換結(jié)晶器的內(nèi)膽，這樣可以大大的減少 了生產(chǎn)成本；5、原先澆鑄的犧牲陽(yáng)極都有一個(gè)澆口，還要通過(guò)切割打磨工序才能成為產(chǎn)品，既浪費(fèi)了人力成本又降低原材料的使用率，產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)(切割后的澆口還要通過(guò)再回爐)，采用本發(fā)明的制備方法，通過(guò)堵塊來(lái)分割兩個(gè)連鑄的犧牲陽(yáng)極，這樣犧牲陽(yáng)極并沒(méi)有澆口，即不需要進(jìn)行切割打磨，節(jié)約了成本。設(shè)置一個(gè)容置腔，這樣可能讓升降裝置更好的升降，保證了運(yùn)行的平穩(wěn)性，并且容置腔與垂直通孔同軸線，這樣升降裝置能更好的升入結(jié)晶器的垂直通孔內(nèi)。將出水口設(shè)置成一圈縫隙，這樣從縫隙中流出的冷卻水還能給從垂直通孔中出來(lái)的固化后的鎂合金熔體冷卻，使得它固化效果更好。


圖1為本發(fā)明鎂合金犧牲陽(yáng)極的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明鎂合金犧牲陽(yáng)極的制備裝置中的堵塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示:1、升降裝置；2、容置腔；3、堵塊；4、內(nèi)膽；5、外殼；6、通孔；7、腔體；8、進(jìn)水孔；9、縫隙；10、活塞。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但是本發(fā)明不僅限于以下具體實(shí)施方式
。
如圖所示:一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，它包括結(jié)晶器、能夠升到結(jié)晶器內(nèi)的升降裝置I以及多塊用于將鎂合金熔體固化時(shí)分割成具體長(zhǎng)度的堵塊3，所述結(jié)晶器包括內(nèi)膽4以及外殼5，所述內(nèi)膽4構(gòu)成一個(gè)用于制備鎂合金犧牲陽(yáng)極半成品的垂直通孔6，所述內(nèi)膽4與外殼5之間設(shè)有供冷卻水流動(dòng)的腔體7，且所述外殼5上設(shè)有多個(gè)供冷卻水流入腔體7的進(jìn)水孔8，且所述外殼5與內(nèi)膽4之間還設(shè)有供冷卻水流出的出水口，所述升降裝置I頂部設(shè)有與所述垂直通孔6滑配合的活塞10，所述活塞10橫截面的尺寸與所述垂直通孔6的橫截面相配。所述結(jié)晶器是這只在一個(gè)工作臺(tái)上的，且所述工作臺(tái)是設(shè)置在一個(gè)導(dǎo)軌上的，這樣當(dāng)升降裝置I下降到設(shè)定的最低點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)可以帶動(dòng)結(jié)晶器移動(dòng)，然后就可以方便的取出已經(jīng)固化成型的鎂合金犧牲陽(yáng)極。且所述內(nèi)膽4上還設(shè)有一個(gè)用鎂合金材料制成的固定座。所述垂直通孔6的橫截面形狀可以為圓形、D字形等，只要變換垂直通孔I橫截面的形狀，就能改變制備出來(lái)的鎂合金犧牲陽(yáng)極的形狀。
由于熔融的鎂(合金)在空氣中極易燃燒，所以在結(jié)晶器上還設(shè)有氣體保護(hù)裝置，以隔絕鎂與空氣的接觸，防止鎂的燃燒。
所述升降裝置I上還可以設(shè)有一個(gè)傳感器以及控制器，所述結(jié)晶器頂部還可以設(shè)置一個(gè)送料裝置，當(dāng)升降裝置I下降一定值時(shí)，傳感器會(huì)傳遞一個(gè)信號(hào)給控制裝置，控制裝置再控制送料裝置將堵塊3放置到垂直通孔6上。
它還包括一個(gè)用于容置升降裝置I且供升降裝置I豎直移動(dòng)的容置腔2，且所述容置腔2與垂直通孔6同軸線。所述容置腔2實(shí)際上是設(shè)置在地面以下的一個(gè)深井，深度為6米，所述升降裝置I就設(shè)置在深井內(nèi)，且可以在深井內(nèi)豎直移動(dòng)的。
所述出水口為設(shè)置在外殼5與內(nèi)膽4下部連接處的一圈縫隙9。且所述縫隙的朝向是朝著垂直通孔6底部的，這樣流出的水會(huì)與從垂直通孔6底部出來(lái)的已經(jīng)固化成型的鎂合金犧牲陽(yáng)極接觸，使得冷卻效果更好。所述進(jìn)水口、出水口以及冷卻水腔體為合理設(shè)計(jì)，以達(dá)到鎂陽(yáng)極冷卻效果最佳。
一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備方法，它包括以下步驟: (I )、將鎂錠進(jìn)行預(yù)熱，然后放入坩堝中熔煉使其成為熔體，之后將合金添加進(jìn)熔體中攪拌均勻使之成為鎂合金熔體；此步驟為同行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟悉，但是每個(gè)企業(yè)的配方可能均不太相同，所以 加入的合金成分均不太相同。
(2)、將堵塊放入結(jié)晶器內(nèi)，使堵塊置于升到結(jié)晶器底部的升降裝置的活塞上，然后將步驟(I)制得的鎂合金熔體倒入結(jié)晶器的垂直通孔內(nèi)，并且持續(xù)向結(jié)晶器的腔體內(nèi)通冷卻水冷卻流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體，使流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體固化成型，同時(shí)升降裝置下降帶動(dòng)堵塊下降；此步驟將鎂合金熔體倒入垂直通孔內(nèi)后，鎂合金熔體會(huì)迅速固化，即鎂合金熔體還沒(méi)有流到垂直通孔底部就一定固化成型了，所以從垂直通孔底部出來(lái)的都是固化成型后的鎂合金犧牲陽(yáng)極。
(3)、當(dāng)升降裝置每下降一定值時(shí)，在結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)放入另一個(gè)堵塊，然后升降裝置繼續(xù)下降，同時(shí)鎂合金熔體持續(xù)倒入結(jié)晶器內(nèi)，通過(guò)冷卻水冷卻使鎂合金固化成型，這樣持續(xù)多次，直到升降裝置已經(jīng)下降到設(shè)定的最低值之后停止倒入鎂合金熔體以及停止通入冷卻水，取出固化的鎂合金熔體與堵塊，每?jī)蓚€(gè)堵塊之間固化的鎂合金均為一個(gè)鎂合金犧牲陽(yáng)極。所述下降一定值主要是根據(jù)客戶的需求來(lái)定的，需要的鎂合金犧牲陽(yáng)極的長(zhǎng)度為多少則設(shè)定多少，一般設(shè)定為0.5米，即每個(gè)鎂合金犧牲陽(yáng)極長(zhǎng)度為0.5米。
將步驟(3)制備好的鎂合金犧牲陽(yáng)極進(jìn)行表面處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)最主要的有三點(diǎn):①鎂合金陽(yáng)極在澆鑄成型過(guò)程中得到快速冷卻，使得陽(yáng)極內(nèi)部晶粒細(xì)化、均勻，提高陽(yáng)極的電化學(xué)性能，使用壽命有加大提高。②由于水冷冷卻速度較快，所以鎂合金熔體的固化速度也較快，可形半連續(xù)生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率有了較大提高。③一種規(guī)格陽(yáng)極只需配備一個(gè)結(jié)晶器，這樣可以大大減少模具的配備，減少投入，降低生產(chǎn)成本?！?br> 權(quán)利要求
1.一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，其特征在于:它包括結(jié)晶器、能夠升到結(jié)晶器內(nèi)的升降裝置(I)以及多塊用于將鎂合金熔體固化時(shí)分割成具體長(zhǎng)度的堵塊(3)，所述結(jié)晶器包括內(nèi)膽(4)以及外殼(5)，所述內(nèi)膽(4)構(gòu)成一個(gè)用于制備鎂合金犧牲陽(yáng)極半成品的垂直通孔(6)，所述內(nèi)膽(4)與外殼(5)之間設(shè)有供冷卻水流動(dòng)的腔體(7)，且所述外殼(5)上設(shè)有多個(gè)供冷卻水流入腔體(7)的進(jìn)水孔(8)，且所述外殼(5)與內(nèi)膽(4)之間還設(shè)有供冷卻水流出的出水口，所述升降裝置(I)頂部設(shè)有與所述垂直通孔(6)滑配合的活塞(10),所述活塞(10)橫截面的尺寸與所述垂直通孔(6)的橫截面相配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，其特征在于:它還包括一個(gè)用于容置升降裝置(I)且供升降裝置(I)豎直移動(dòng)的容置腔(2 )，且所述容置腔(2 )與垂直通孔(6)同軸線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置，其特征在于:所述出水口為設(shè)置在外殼(5)與內(nèi)膽(4)下部連接處的一圈縫隙(9)。
4.一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備方法，其特征在于:它包括以下步驟: (1 )、將鎂錠進(jìn)行預(yù)熱，然后放入坩堝中熔煉使其成為熔體，之后將合金添加進(jìn)熔體中攪拌均勻使之成為鎂合金熔體； (2)、將堵塊放入結(jié)晶器內(nèi)，使堵塊置于升到結(jié)晶器底部的升降裝置的活塞上，然后將步驟(I)制得的鎂合金熔體倒入結(jié)晶器的垂直通孔內(nèi)，并且持續(xù)向結(jié)晶器的腔體內(nèi)通冷卻水冷卻流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體，使流入結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)的鎂合金熔體固化成型，同時(shí)升降裝置下降帶動(dòng)堵塊下降； (3)、當(dāng)升降裝置每下降一定值時(shí)，在結(jié)晶器垂直通孔內(nèi)放入另一個(gè)堵塊，然后升降裝置繼續(xù)下降，同時(shí)鎂合金熔體持續(xù)倒入結(jié)晶器內(nèi)，通過(guò)冷卻水冷卻使鎂合金固化成型，這樣持續(xù)多次，直到升降裝置已經(jīng)下降到設(shè)定的最低值之后停止倒入鎂合金熔體以及停止通入冷卻水，取出固化的鎂合金熔體與堵塊，每?jī)蓚€(gè)堵塊之間固化的鎂合金均為一個(gè)鎂合金犧牲陽(yáng)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金犧牲陽(yáng)極的制備方法，其特征在于:將步驟(3)制備好的鎂合金犧牲陽(yáng)極進(jìn)行表面處理及后續(xù)組裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及犧牲陽(yáng)極制備領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備裝置與方法，它包括一種半連鑄制備裝置以及一種使用這種裝置制備鎂合金犧牲陽(yáng)極的半連鑄制備方法，采用這種制備裝置制備鎂合金犧牲陽(yáng)極生產(chǎn)效率高、成本低且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品電化學(xué)性能以及使用壽命提高。
文檔編號(hào)B22D11/00GK103223475SQ201310124318
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者劉勝利, 梁云, 歐如杰, 駱忠江, 湯仲形 申請(qǐng)人:寧波鈺烯陰極保護(hù)材料有限責(zé)任公司