CN102728641B - 热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，属于铅酸蓄电池制造工艺方法的领域。本发明采用对预热过的铅合金热室挤出成型的方法，生产出一种外观光滑、晶体结构紧密、耐腐的铅合金部件。本发明方法制造的管式铅酸蓄电池正极板板栅、铅酸蓄电池各种铅零件，具有生产效率高、耐腐蚀、成本低、污染物零排放等特点。
Description
技术领域
热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，属于铅酸蓄电池制造技术领域。
背景技术
目前国内和国际上应用于铅酸蓄电池的正极板制造方法为铅合金重力浇铸或者铅合金溶液高压压铸。
采用重力铸造和高压压铸制造的正极板和铅零件时，因为合金材料在加工过程中采用从铅液400℃以上融化成液体，在重力铸造或高压压铸中冷却凝固到100℃以下的方法，合金的相变造成了零部件表面和内部的材料差异，正极板或者铅零件产生了气孔和收缩，耐腐性能差，强度低。铅酸蓄电池的失效分析表明，蓄电池使用性能主要受限于正极板的寿命；铅酸蓄电池正极板的腐蚀和断裂是造成蓄电池早期失效的主要原因之一，而正极板的耐腐性和机械强度，则是直接影响到正极板的性能，并最终决定了铅酸蓄电池的使用寿命。
传统的重力浇铸和高压压铸需要将铅合金先在熔铅锅中熔化后方可使用，这样能耗高，污染物产生量大，制造成本高。而且造成了大量的铅烟和铅尘，是对生存环境危害和人体健康损伤的重要原因。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种外观光滑、晶体结构紧密、耐腐，无毒的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
1、预热：将铅合金块放入恒温烘箱中预热1～30h，恒温烘箱内温度比铅合金熔点低5～150℃；
2、挤出：当挤出模具的温度达到100℃～250℃后，打开挤出模具进料口，将保持预热温度的铅合金块放入模具中；合模并开启压力机施压，挤出压力为5～60KN，使得铅合金从模具中挤出成型；取出铅合金成型块，并进行修边。取出成型块后，继续合模，连续生产。
所述铅合金部件为铅酸蓄电池的正板栅、极柱、正板栅铅筋、铅锑合金套管等铅零件。
所述的铅合金是铅锑合金、铅锡合金、铅钙合金的一种。
具体的，所述铅合金中各化学组分的质量百分比为：铅93%～99%，锑0.5%～6.7%，锡0.2%～5%，铜0.01%～0.5%，钙0.01%～0.5%，银0.01%～3%，硫0.001%～0.2%，硒0.001%～0.5%，铝0.01%～0.2%。
优选的，所述铅合金中各化学组分的质量百分比为：铅94%～98%，锑0.5%～6.5%，锡0.2%～5%，铜0.01%～0.5%，钙0.01%～0.5%，银0.01%～3%，硫0.001%～0.2%，硒0.001%～0.5%，铝0.01%～0.2%。
所述的预热时间根据不同的铅合金块的体积不同而定。优选的，所述铅合金块在恒温烘箱中预热24h。
铅合金熔点较低，一般在327 ℃以下，但由于铅合金成分比例不同，其实际熔化温度也有区别。优选的，根据选用的铅合金的实际熔化温度，所述恒温烘箱内温度低于铅合金熔点5～140℃，保持铅合金预热而不熔化。
优选的，所述挤出模具温度为110～240℃。
优选的，所述压力机挤出压力为5～55KN。
本发明采用对铅合金进行软化再挤出方法制造铅合金部件，铅合金原料只需要加热到临近熔化的温度，目的只是为了使铅合金更软，挤出更容易。本发明方法的工艺中铅合金一直处于固态，没有熔化，避免了铅合金熔化所产生的铅烟和铅尘，做到了有害物质零排放。
本发明方法避免了传统铸造方法对铅合金产品表面及内部造成气孔，而且本发明方法避免了传统铸造方法中产品在浇注口的收缩。从而提高了铅合金零部件在铅酸蓄电池的使用中的耐腐蚀性，使蓄电池具有更长的使用寿命。本发明避免了产品的气孔和收缩，提高了铅合金产品的强度，使得正极板和铅零件强度大大提高，不容易断裂。
与现有技术相比，本发明的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法所具有的有益效果是：采用铅合金热室挤出的方法制造铅酸蓄电池的铅合金部件，克服了现有技术存在的合金不耐腐、机械强度低、产生有毒有害物质等问题，使得挤出成型的正极板具有光滑的外观、致密的晶体结构、耐腐等特性，并且有益于环境保护。铅合金进行挤出成型，没有铅污染物产生，生产效率高，制造成本低，适合于大规模批量生产。采用这种方法制造的正极板和铅零件，用在铅酸蓄电池制造中，会提高铅酸蓄电池的使用寿命，带来可观的社会效益和经济效益。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法作进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。
表1：各实施例中所用铅合金的各化学组分的质量百分比。
实施例1
生产铅锑合金正板栅，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例1所示，先将5kg铅合金块放入260℃恒温烘箱中预热24h。
挤出模具的温度达到170℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到45KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金正极板成型后停止施压，打开模具取出成型的正板栅，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金正板栅进行修边，即得到铅合金正板栅部件。
实施例2
生产铅锑合金极柱，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例2所示，先将5kg铅合金块放入230℃恒温烘箱中预热26h。
挤出模具的温度达到200℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到50KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金极柱成型后停止施压，打开模具取出成型的极柱，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金极柱部件。
实施例3
生产铅锑合金正板栅铅筋，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例3所示，先将0.5kg铅合金块放入230℃恒温烘箱中预热1h。
挤出模具的温度达到180℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到25KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金正板栅铅筋成型后停止施压，打开模具取出成型的正板栅铅筋，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金正板栅铅筋部件。
实施例4
生产铅锑合金套管，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例4所示，先将5kg铅合金块放入175℃恒温烘箱中预热30h。
挤出模具的温度达到150℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到50KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金套管成型后停止施压，打开模具取出成型的套管，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金套管。
实施例5
生产铅锑合金正板栅，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例5所示，先将5kg铅合金块放入227℃恒温烘箱中预热26h。
挤出模具的温度达到100℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到5KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金正极板成型后停止施压，打开模具取出成型的正极板，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金正板栅部件。
实施例6
生产铅锑合金正板栅，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例6所示，先将5kg铅合金块放入310℃恒温烘箱中预热28h。
挤出模具的温度达到250℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到60KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金正极板成型后停止施压，打开模具取出成型的正极板，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金正板栅部件。
实施例7
生产铅锑合金正板栅，所述铅合金的具体各化学组分的质量百分比如表1实施例7所示，先将5kg铅合金块放入240℃恒温烘箱中预热26h。
挤出模具的温度达到180℃后，打开挤出模具进料口，快速放入已经预热好了的铅合金块后合模，然后开启压力机施压，挤出压力从0在2s内增加到30KN，并保持压力使得铅合金从模具中挤出成型。
铅合金正极板成型后停止施压，打开模具取出成型的正极板，再次合模，继续开启压力机施压进行下一次挤出成型。
对取出的铅合金成型块进行修边，即得到铅合金正板栅部件。
表2：本发明铅合金挤出方法产品和传统的铸造方法生产的产品的性能测试对比。
气孔以每平方分米中单个气孔大于0.05mm以上计。
耐腐蚀测验为失重法金属加速盐雾检测，单位：mg·cm-2·h-1。
从表2可以看出，本发明方法得到的产品比传统重力浇铸和高压压铸的产品在力学性能都得到提高的同时，本发明产品表面光滑、无气孔。这使得本发明产品在相同条件下更不易被腐蚀，从而具有更长久的使用寿命，进而延长了电池的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
1.1预热：将铅合金块放入恒温烘箱中预热1～30h，恒温烘箱内温度比铅合金熔点低5～150℃；
1.2挤出：当挤出模具的温度达到100℃～250℃后，打开挤出模具进料口，将保持预热温度的铅合金块放入模具中；合模并开启压力机施压，挤出压力为5～60KN，使得铅合金从模具中挤出成型；取出铅合金成型块，并进行修边；
所述的铅合金是铅锑合金、铅锡合金、铅钙合金的一种；
所述铅合金块中各化学组分的质量百分比为：铅93%～99%，锑0.5%～6.7%，锡0.2%～5%，铜0.01%～0.5%，钙0.01%～0.5%，银0.01%～3%，硫0.001%～0.2%，硒0.001%～0.5%，铝0.01%～0.2%。
2.根据权利要求1所述的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于：所述铅合金中各化学组分的质量百分比为：铅94%～98%，锑0.5%～6.5%，锡0.2%～5%，铜0.01%～0.5%，钙0.01%～0.5%，银0.01%～3%，硫0.001%～0.2%，硒0.001%～0.5%，铝0.01%～0.2%。
3.根据权利要求1所述的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于：所述铅合金块在恒温烘箱中预热24h。
4.根据权利要求1所述的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于：所述恒温烘箱内温度低于铅合金熔点5～140℃。
5.根据权利要求1所述的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于：所述挤出模具温度为110～240℃。
6.根据权利要求1所述的热室挤出铅酸蓄电池铅合金部件的制备方法，其特征在于：所述压力机挤出压力为5～55KN。
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