铸造镁合金阳极，通常指的是通过熔炼、浇注等铸造工艺制成的，用于牺牲阳极保护系统的镁基合金部件。其核心要求是高电化学活性（即电位足够负）、良好的电流效率和稳定的溶解行为。

以下是几种主要的铸造镁合金阳极制备方法：

核心制备流程概述

无论采用何种具体方法，铸造镁合金阳极的生产都遵循一个基本流程：

原材料准备 → 熔炼与合金化 → 精炼与净化 → 浇注成型 → 后续处理

下面详细介绍各个环节的关键技术和方法。

1. 熔炼与合金化方法

a) 传统反射炉熔炼法

这是非常常用、非常经济的方法。

过程：将镁锭、中间合金（如Al-Mn、Zn-Al等）或纯金属（Al、Zn、Mn等）加入反射炉中，在保护气氛（如SF₆/CO₂混合气体、干燥空气）下加热熔化。通过搅拌使合金元素均匀化。

优点：设备简单，成本低，适合大规模生产。

缺点：熔体易氧化燃烧，需要严格控制保护气氛；温度控制精度相对较低，可能影响合金成分的均匀性。

b) 坩埚炉熔炼法

常用于实验室研究或小批量生产。

过程：使用钢制或不锈钢坩埚，在电阻炉或感应炉中加热。同样需要在保护气氛下进行。

优点：灵活性高，易于控制温度和成分，污染风险小。

缺点：生产效率低，不适合大批量工业应用。

2. 浇注成型方法

将熔融的合金液注入模具，形成所需形状的阳极坯料或成品。

a) 砂型铸造

过程：使用砂子制作模具（干砂型、湿砂型、树脂砂型等），将熔融镁合金浇入其中。

优点：模具成本低，可以制造形状复杂的阳极（如带状、棒状、异形块）。

缺点：铸件表面粗糙，尺寸精度较低，内部易产生气孔、缩松等缺陷，通常需要后续机加工。

b) 金属型铸造

过程：使用金属制作的模具进行浇注。可以是重力浇注，也可以是低压铸造或挤压铸造。

优点：

冷却速度快，铸件组织更致密，晶粒更细，力学性能较好。

尺寸准确，表面光洁度高，可减少甚至免去后续加工。

生产效率高，适合大批量生产标准形状的阳极（如圆柱形、方形棒）。

缺点：模具成本高，不适合过于复杂的形状。

c) 连续铸造

主要用于生产阳极用的棒材或线材。

过程：将熔融镁合金连续不断地引入水冷结晶器，拉出凝固成连续的棒坯或线坯，再按尺寸切断。

优点：生产效率非常高，产品组织均匀、致密，质量稳定，非常适合制造标准规格的阳极棒。

缺点：只能生产截面简单的型材。

3. 关键工艺控制与技术

除了上述主要方法，以下技术对制备高性能铸造镁合金阳极非常重要：

a) 熔体保护与精炼

保护气氛：须严格控制，避免镁的剧烈氧化燃烧。常用SF₆与CO₂、SO₂或干燥空气的混合气体。

精炼：在浇注前，通过通入惰性气体（如氩气、六氯乙烷）或进行熔剂精炼，去掉熔体中的氧化物夹杂（MgO）、氢气和非金属夹杂物，这对提高阳极的电流效率和使用寿命非常重要。

b) 变质处理

向熔融合金中添加少量变质剂（如碳粉、硼化物），以细化晶粒，改善微观结构，从而优化阳极的溶解均匀性和电化学性能。

c) 热处理

对于某些阳极合金，可以通过固溶处理和时效处理来调控其显微组织，但铸造阳极通常直接使用铸态组织，因为热处理可能增加成本并改变其固有的溶解特性。是否采用需根据具体合金的牌号和应用要求决定。