CN107741355A - 一种检测电解铅和火法精铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测电解铅和火法精铅的方法，包括以下步骤：(1)提供预制的铅测试条；(2)利用万能测试仪测量抗拉强度和断裂延伸率；(3)如抗拉强度大于4N/mm2，断裂延伸率大于15％，则判定为电解铅，否则为火法精铅。本发明方法通过将铅原料制成形状大小相同的铅测试条，然后检测抗拉强度和断裂延伸率，用这两个数据的值来区分电解铅和火法精铅，经大量检测数据研究发现，抗拉强度大于4N/mm2，断裂延伸率大于15％，则判定为电解铅，否则为火法精铅。

Description

一种检测电解铅和火法精铅的方法
技术领域
本发明涉及铅原材料质量检测技术领域，特别是涉及一种检测电解铅和火法精铅的方法。
背景技术
铅蓄电池至今已有150余年的历史，且应用领域非常广泛。近些年，电动车凭其较好的代步性能、较低的存放场地要求和出色的价格优势在我国迅猛发展，得益于此，蓄电池产业也得到了迅速的发展。
铅蓄电池是一种化学电源，将化学能转变为电能，属于可逆直流电源，靠内部化学反应储存电能或向用电设备供电。铅蓄电池是由极板、隔板、电解液、电池槽等所组成。极板是铅蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行，极板分为正极板与负极板，正极板与负极板都由板栅和涂覆在板栅上的活性物质组成。板栅和涂覆在板栅上的活性物质主要成分均为铅。
铅蓄电池极板在制作中，所用到的铅粉是重要的半成品，要求所使用的原材料为1#电解铅Pb99.994。公开号为CN102818789A的中国发明专利公开了一种铅酸蓄电池极板用铅粉来料品级判定方法，使用醋酸溶液对铅粉进行溶解，取出剩余物铅团，立刻吸取水分；在密闭高温的条件下，将剩余物进行熔融，得到较纯的金属块；对金属块进行铋含量的检测，检测方法采用原子发射光谱或者按照国标对铋含量进行分析。
铅蓄电池生产企业经常碰到的一个问题是采购过来的铅经过直读光谱仪检测各成分含量都符合一号电解铅标准的铅有时候并不是一号电解铅，很多时候是火法精铅。电解铅的生产成本高于火法精铅，但两种铅的杂质含量很接近，无法区分；而两种铅的使用性能上差异比较大(出渣率和电池的最终性能)。
抗拉强度是试样拉断前承受的最大标称拉应力，是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力，对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形。断裂延伸率是指铅测试条到断裂时为止所延伸的长度与检测前铅测试条本身的长度的比值。
试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力(F)，除以试样原横截面积(S)所得的应力，称为抗拉强度(σ)，单位为N/mm2，它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力，计算公式为：σ＝F/S。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种检测电解铅和火法精铅的方法，能够方便快捷且有效地区分出电解铅和火法精铅。
一种检测电解铅和火法精铅的方法，包括以下步骤：
(1)提供预制的铅测试条；
(2)利用万能测试仪测量抗拉强度和断裂延伸率；
(3)如抗拉强度大于4N/mm2，断裂延伸率大于15％，则判定为电解铅，否则为火法精铅。
抗拉强度是试样拉断前承受的最大标称拉应力，是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力，对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形。断裂延伸率是指铅测试条到断裂时为止所延伸的长度与检测前铅测试条本身的长度的比值。
所述铅测试条的长度为100-200mm。
所述铅测试条的截面积为20-100mm2。
所述铅测试条的两端具有横向扩大的夹持部。
所述铅测试条通过浇铸制成。
所述浇铸采用的模具包括两块相对设置的模板，每块模板上具有与铅测试条形状相匹配的型腔，所述模具顶部具有往型腔内注入铅液的注入槽，两块模板一侧相互铰接，另一侧设有手柄。
所述模具底部具有连通型腔的排气孔。
所述模板具有多个并排布置的型腔，所述注入槽沿着型腔排布方向的侧壁为斜面。
本发明方法通过将铅原料制成形状大小相同的铅测试条，然后检测抗拉强度和断裂延伸率，用这两个数据的值来区分电解铅和火法精铅，经大量检测数据研究发现，抗拉强度大于4N/mm2，断裂延伸率大于15％，则判定为电解铅，否则为火法精铅。
附图说明
图1为本发明铅测试条铸造模具的结构示意图。
图2为本发明铅测试条铸造模具的爆炸结构示意图。
图3为本发明铅测试条的主视结构示意图。
图4为本发明铅测试条的侧视结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，一种铅测试条铸造模具1，包括两块相对设置的模板11，每块模板11上具有与铅测试条2(见图3和4)形状相匹配的型腔12，模具1顶部具有往型腔12内注入铅液的注入槽13。
模具1的底部具有连通型腔12的排气孔17，由于排气孔17尺寸较小，为方便加工，可以只开设在其中一块模板11上，而不必像型腔12一样在两块模板11上各开设一半。
模板11具有多个并排布置的型腔12，这样便可一次性铸造多条铅测试条。注入槽13沿着型腔12排布方向的侧壁为斜面，方便铅液流入型腔12内，且注入槽13内不容易残留铅液。
两块模板11一侧相互铰接，铰接方式可以是其中一块木板11上设有枢孔14，另一块木板11上设置与枢孔14相配合的枢轴15。两块模板11的另一侧设有手柄16，需要将两块模板11相互靠紧或松开时，均可以通过拿住手柄16来完成。
使用时，先拿住两块模板11的手柄16，将两块模板11相互靠紧，使型腔12不漏液，然后将预先加工好的适量铅液倒入注入槽13中，铅液流入型腔12中，自然冷却后，松开手柄16，将两块模板11打开，取出样件，修剪掉浇口和飞边即制成铅测试条2，用于后续检测。
实施例2
如图3和4所示为利用实施例1中铅测试条铸造模具1所制成的铅测试条2，铅测试条2包括铅测试条本体21，在本实施例中，本体21为长条形，本体21的两端具有宽度方向扩大的夹持部22，夹持部22用于在检测时固定铅测试条2。铅测试条2的长度(此处铅测试条2的长度仅包括本体21的长度，夹持部22不包括在内)为100-200mm，铅测试条2的截面积为20-100mm2。
实施例3
确定铅测试条的长度为120mm，截面积为40mm2，铅测试条铸造模具的型腔等的大小与此相匹配。
铅测试条制作：取50Kg铅原材料在电加热铅锅中熔化至温度430℃±30℃，同时将模具加热至150℃±30℃，将模具合并，用手柄捏紧，确保两块模板无间隙不漏液，用铅勺从铅锅中取适量铅液浇入模具中，自然冷却10min，取出样件，用剪刀剪掉浇口及飞边。
拉力测试：实验设备500N的拉力试验机(万能测试仪)。将铅测试条固定(通过夹持部固定)在拉力试验机上进行拉力测试，测出抗拉强度和断裂延伸率。
试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力(F)，除以试样原横截面积(S)所得的应力，称为抗拉强度(σ)，单位为N/mm2，它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力，计算公式为：σ＝F/S。
判定：当抗拉强度≥4N/mm2，断裂延伸率≥15％时，可以判定为电解铅，否则为火法精铅。
取电解铅和火法精铅制成的铅测试条各三根，用于检测，检测结果如表1所示，电解铅制成的铅测试条抗拉强度和断裂延伸率较火法精铅制成的铅测试条均大很多。造成差别的原因是火法精铅具有非金属夹杂，在光谱仪检测时，只能反应金属的情况，而非金属夹杂物质无法检测到，造成光谱仪检测结果无法将电解铅和火法精铅区分开。
表1
样品编号 最大力(N) 抗拉强度(N/mm2) 断裂延伸率 铅材料类型
1 176 4.40 20.3％ 电解铅
2 174 4.35 19.7 电解铅
3 171 4.275 17.8 电解铅
4 138 3.45 12.7 火法精铅
5 136 3.40 12.5 火法精铅
6 130 3.25 12.1 火法精铅

Claims (8)

1.一种检测电解铅和火法精铅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供预制的铅测试条；
(2)利用万能测试仪测量抗拉强度和断裂延伸率；
(3)如抗拉强度大于4N/mm2，断裂延伸率大于15％，则判定为电解铅，否则为火法精铅。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅测试条的长度为100-200mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅测试条的截面积为20-100mm2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅测试条的两端具有横向扩大的夹持部。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅测试条通过浇铸制成。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述浇铸采用的模具包括两块相对设置的模板，每块模板上具有与铅测试条形状相匹配的型腔，所述模具顶部具有往型腔内注入铅液的注入槽，两块模板一侧相互铰接，另一侧设有手柄。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述模具底部具有连通型腔的排气孔。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述模板具有多个并排布置的型腔，所述注入槽沿着型腔排布方向的侧壁为斜面。
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