铅锡基多元合金板栅制备工艺优化与多介质腐蚀行为研究

黄 镔

（华宇新能源科技有限公司，浙江 杭州 310000）

摘  要：铅锡基多元合金以其良好的导电性和耐腐蚀性广泛应用于化工设备和储能电池板栅中。然而，强酸、强碱及海水等腐蚀环境对合金性能的影响仍然是制约其应用的挑战。通过熔炼、铸造、热处理和表面处理等工艺，研究了不同腐蚀介质下铅锡基合金的耐腐蚀性能。通过浸泡测试、电化学测试和表面形貌分析，评估了合全的腐蚀电流密度、腐蚀电阻和双电层电容的变化。结果表明，合金在不同腐蚀环境下的腐蚀行为差异显著，酸性溶液中腐蚀速率较高，而碱性环境中表现出更好的耐腐蚀性。研究成果为铅锡基合全的工艺优化和应用提供了理论依据及实验支持，尤其在化工防腐领城具有广泛的应用前景。

关键词：耐腐蚀性;铅锡基合金;表面处理;电化学测试

铅锡合金因其良好的导电性、成型性和成本优势，长期以来在化工防腐设备和储能电池板栅领域占据重要地位，然而在强酸、强碱或高温高湿等苛刻工况下，传统二元铅锡合金易发生晶间腐蚀和应力腐蚀开裂，严重制约其使用寿命。基于此，研究聚焦铅锡基多元合金体系，系统优化熔炼、铸造、热处理及表面处理等关键化工制备环节，结合电化学测试与微观表征手段，开发具有优异耐腐蚀性能的新型板栅材料，为化工防腐领域提供一种可行性解决方案。

1 耐腐蚀铅锡基多元合金板栅制备工艺

1.1合金熔炼工艺

铅、锡及其他微量元素按设计比例称量并混合。原料加人前，必须对熔炼设备进行彻底清洁，避免任何杂质干扰合金成分的均匀性。熔炼过程中，铅与锡首先在感应炉中加热至熔点范围内，通常为300～400℃,逐步引入炉体内。合金液的温度需要精确控制，以避免过高温度引发金属氧化现象。为防止氧化，使用惰性气体覆盖炉液表面,形成保护层，或使用合适的熔炼剂辅助控制氧化过程。在熔炼过程中,定期搅拌合金液，确保铅、锡及其他金属元素完全溶解并形成均匀的溶液。微量元素的加入要特别注意，通常采用溶解合金的形式进行添加，以避免元素分散不均或沉淀现象。脱气处理环节同样关键，是将熔炼后的合金液转移至脱气槽，加人脱气剂如铝或钙进行搅拌，促使溶液中的气体释放，防止气体夹杂物影响铸造质量。

1.2 板栅铸造工艺

板栅铸造阶段采用恒温定量浇注系统，将预处理合金液稳定输送至模具腔体。铸型预热控制在250～300℃之间，避免温差冲击引发组织缺陷。采用垂直压铸方式，设置多点进料口结构，调节合金流速，维持充型均匀。模具内壁经陶瓷微涂层处理，提高表面完整度与释放效率。铸造过程采用低湍流充型控制策略，减少氧化夹杂物生成。浇注完成后，立即引导模腔进人定向冷却系统，冷却路径设计基于温度梯度模拟分析，调控凝固前沿方向与晶粒取向。采用分区控冷技术，前区强制冷却，后区缓释控温，实现宏观组织均匀化。固化完成后，铸件自动脱模，经机械臂转送至初级精整单元。机械打磨系统配置在线识别模块，按预设参数修整浇冒口残留与边缘毛刺。精整完成后，铸件进人在线检测平台，采用三维轮廓扫描与高精度测厚探头采集数据，分析是否存在收缩凹陷、尺寸偏差、局部疏松等缺陷。每批次数据实时上传至工艺数据库，用于后续工艺调整。

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