CN113540701A - 一种铅蓄电池接线端子及其制备方法 - Google Patents

一种铅蓄电池接线端子及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅蓄电池接线端子及其制备方法。所述铅蓄电池接线端子在铅的基础上再加入锡、钙、锑、钛和钨。所述制备方法为在按配方铸造铅蓄电池接线端子后，表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层，然后将铅蓄电池接线端子进行高温硬化。本发明铅蓄电池接线端子从合金原料的配方和铸造后处理工艺两方面进行改进，对于合金原料的配方，在现有的铅钙合金基础上添加Sb(锑)、Ti(钛)和W(钨)金属元素，对于铸造后的处理工艺，增加了表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层，再进一步硬化工艺处理，两方面的改进协同作用能改善铅蓄电池接线端子在较大的安装扭力下造成损伤，减少电池退货率。

Description

一种铅蓄电池接线端子及其制备方法
技术领域
本发明涉及铅蓄电池技术领域，特别是涉及一种铅蓄电池接线端子及其制备方法。
背景技术
大密规格电池40Ah以上接线端子在安装螺栓锁紧是，扭力达到30kfg.cm左右就有出现裂纹或损伤，并且外观氧化发黑，主要原因是接线端子铅合金配方问题以及没有进行成品硬化工艺处理所致。
现有技术中一般通过改进铅蓄电池接线端子的合金配方使端子具有较好的导电性能、散热性能、机械强度、外观和防腐性能，表面处理一般也只是做下表面电镀来使端子外表光亮，比如：
公开号为CN112077274A的发明公开了一种新型蓄电池接线端子及其制作方法，所述接线端子的基材为6xxx系铝合金。所述6xxx系铝合金由如下质量百分含量的成分组成：Mg：0.5-1.3wt％、Si：0.2-1.3wt％、Fe：0.2-0.5wt％、Cu：0.3-0.7wt％、Mn：0.2-0.4wt％、Cr：0.1-0.2wt％、Ti：0.03-0.12wt％，其他杂质元素含量≤0.1wt％，其余为Al。一种制作所述的新型蓄电池接线端子的方法，包括如下步骤：1)接线端子材料：采用所述的6xxx系铝合金作为接线端子材料；2)制备端子压铸件：对接线端子材料进行熔融，将熔融后的铝合金液在高压下高速压入接线端子模具型腔内，在压力的作用下冷却凝固形成铸件；3)接线端子压铸件机械加工：根据不同接线端子的实际结构，对铸件进行攻螺纹或车制螺栓加工处理；4)接线端子工件抛光处理：接线端子工件使用磁力抛光机进行抛光处理；5)接线端子工件表面处理：采用化学镀镍和镀亮银工艺进行表面处理。
授权公告号为CN205368515U的实用新型公开了一种用于铅酸蓄电池铜端子的电镀装置，其中公开了铅酸蓄电池，尤其是阀控式铅酸蓄电池，大多采用铜端子，铜片式或内螺纹两种，利于电池大电流放电导电稳定性和便于接线，同时也增加电池美观度。然而，采用铜端子的电池在生产制造过程中，如在加酸充电过程中，因电池接线端子周围残留酸液或充电过程中环境酸雾，很容易形成表面暗淡、块状或点状腐蚀等不良。因此，这一定比例的端子外观不良电池达不到工厂电池外观要求，必须经过特殊处理后才能出货。现有技术中，蓄电池生产厂家通常购买电镀机进行端子刷电镀，将220V交流电通过转换器转换成低压直流电。通过对端子刷电镀液进行刷电镀液电镀，使电池端子光亮，外观达标，符合产品出厂要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种铅蓄电池接线端子及其制备方法。通过在现有的端子铅合金上，添加规定的Sb(锑)元素、钛(Ti)元素、W(钨)元素含量，并配合后期喷雾碱性溶液以及硬化工艺处理方法，从而解决现有电池接线端子不耐扭力，出现温度热冷变化导致的裂纹及及损伤问题。
一种铅蓄电池接线端子，以质量百分比计，组成成分包括铅，以铅质量百分比计，其余组成成分为：锡0.5～0.8％，钙0.02～0.05％，锑2.0～3.0％，钛0.05～0.08％，钨0.001～0.003％。
优选的，所述铅蓄电池接线端子在铸造完成后，表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层。更优选的，硫酸亚锡溶液的质量浓度为30～50％，喷雾处理时硫酸亚锡溶液的加热温度为40～65℃，喷雾处理时间为1～3min。
更优选的，所述铅蓄电池接线端子在表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理后，在90～100℃下进行硬化，硬化时间4h。
硬化后，所述铅蓄电池接线端子的硬度不小于60巴氏(HBa)。
本发明又提供了一种铅蓄电池接线端子的制备方法，包括以下步骤：
(1)铅蓄电池接线端子的铸造，铅蓄电池接线端子的合金材料组成成分包括铅，以铅质量百分比计，其余组成成分为：锡0.5～0.8％，钙0.02～0.05％，锑2.0～3.0％，钛0.05～0.08％，钨0.001～0.003％；
(2)铅蓄电池接线端子铸造完成后，表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层；
(3)铅蓄电池接线端子在表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理后，在90～100℃下进行硬化，硬化时间4h。
优选的，所述的制备方法，步骤(2)中硫酸亚锡溶液的质量浓度为30～50％，喷雾处理时硫酸亚锡溶液的加热温度为40～65℃，喷雾处理时间为1～3min。
优选的，所述的制备方法，步骤(3)硬化后，所述铅蓄电池接线端子的硬度不小于60巴氏(HBa)。
本发明的有益效果：
本发明铅蓄电池接线端子从合金原料的配方和铸造后处理工艺两方面进行改进，对于合金原料的配方，在现有的铅钙合金基础上添加Sb(锑)、Ti(钛)和W(钨)金属元素，对于铸造后的处理工艺，增加了表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层，再进一步硬化工艺处理，两方面的改进协同作用能改善铅蓄电池接线端子在较大的安装扭力下造成损伤，减少电池退货率。
具体实施方式
实施例1：
采用新合金新工艺1：
1、根据发明铅蓄电池端子合金配方，取原料Pb(铅)100Kg，其余组分以占铅原料质量百分比如下：Sb(锑)含量2.0％为2.0Kg，Ti(钛)含量0.05％为0.05Kg，W(钨)含量0.001％为0.001Kg，钙(Ca)含量0.02％为0.02Kg，锡(Sn)含量0.5％为0.5Kg。加热混合后调配后合金溶液总量102.571Kg，经专用模具浇铸成成品接线端子500个。
2、采用2Kg蒸馏水中加入SnSO4(硫酸亚锡)调配成质量浓度为30％的硫酸亚锡溶液，调配后加热到40℃，再而将500个端子放入密闭烘箱，均衡的对接线端子进行喷雾1min。
3、喷雾完成后，打开烘箱电源并设置温度为90℃，加热到恒温温度进行烘干硬化处理4小时，取出后颜色没有发黑，判定为合格品。
4、取样硬化完成的接线端子12个，进行硬度以及耐扭力测试。
4.1、取样被测接线端子12个进行硬度测试，结果硬度达到60巴士硬度，判定为合格。
4.2、取样被测接线端子12个，配套12套螺丝M8*20mm，以及垫片、M8螺母。
4.3、将被测接线端子与配套的螺丝、垫片、螺母锁紧并固定在台钳上，以稳定接线端子，采用固定板手夹住接线端子的螺母，用扭力计套在接线端子另一端螺母(接线)，首先将扭力计对零，顺时针旋进螺母，从数字表上读取扭力大小，单位为kfg.cm.。
4.4、当扭力计达到最少40kgf.cm值时，观察接线端子的外观是否有裂痕现象，超出40kgf.cm时没有出现裂痕或损伤，判定为合格品。
实施例2
采用新合金新工艺2：
1、根据发明铅蓄电池端子合金配方，取原料Pb(铅)100Kg，其余组分以占铅原料质量百分比如下：Sb(锑)含量3.0％为3.0Kg，Ti(钛)含量0.08％为0.08Kg，W(钨)含量0.003％为0.003Kg，钙(Ca)含量0.05％为0.05Kg，锡(Sn)含量0.8％为0.8Kg。加热混合后调配后合金溶液总量103.933Kg，，经专用模具浇铸成成品接线端子500个。
2、采用2Kg蒸馏水中加入SnSO4(硫酸亚锡)调配成质量浓度为50％的硫酸亚锡溶液，调配后加热到65℃，再而将500个端子放入密闭烘箱，均衡的对接线端子进行喷雾3min。
3、喷雾完成后，打开烘箱电源并设置温度为100℃，加热到恒温温度进行烘干硬化处理4小时，取出后颜色没有发黑，判定为合格品。
4、取样硬化完成的接线端子12个，进行硬度以及耐扭力测试。
4.1、取样被测接线端子12个进行硬度测试，结果硬度达到60巴士硬度，判定为合格。
4.2、取样被测接线端子12个，配套12套螺丝M8*20mm，以及垫片、M8螺母。
4.3、将被测接线端子与配套的螺丝、垫片、螺母锁紧并固定在台钳上，以稳定接线端子，采用固定板手夹住接线端子的螺母，用扭力计套在接线端子另一端螺母(接线)，首先将扭力计对零，顺时针旋进螺母，从数字表上读取扭力大小，单位为kfg.cm.。
4.4、扭力计达到50kgf.cm时，观察接线端子的外观是否有裂痕现象，已超出50kgf.cm时没有出现裂痕或损伤，判定为合格品。
对比例1：
采用现有合金现有工艺1：
1、按照现有铅蓄电池端子合金配方，取原料Pb(铅)100Kg，其余组分以占铅原料质量百分比如下：Sn(锡)0.8％为0.8Kg，加热混合后调配后合金溶液总量100.8Kg，经专用模具浇铸成成品接线端子500个。
2、取样浇铸完成的成品接线端子12个，进行硬度以及耐扭力测试，
2.1、取样被测接线端子12个进行硬度测试，结果硬度达到45巴士硬度值。
2.2、取样被测接线端子12个，配套12套螺丝M8*20mm，以及垫片、M8螺母。
2.3、将被测接线端子与配套的螺丝、垫片、螺母锁紧并固定在台钳上，以稳定接线端子，采用固定板手夹住接线端子的螺母，用扭力计套在接线端子另一端螺母(接线)，首先将扭力计对零，顺时针旋进螺母，从数字表上读取扭力大小，单位为kfg.cm.。
2.4、当扭力计达到最少30kgf.cm时，观察接线端子的外观已有裂痕现象，判定该接线端子不合格。
对比例2：
采用现有合金现有工艺2：
1、按照现有铅蓄电池端子合金配方，取原料Pb(铅)100Kg，其余组分以占铅原料质量百分比如下：Sn(锡)1.0％为1.0Kg，加热混合后调配后合金溶液总量101.0Kg，经专用模具浇铸成成品接线端子500个。
2、取样浇铸完成的成品接线端子12个，进行硬度以及耐扭力测试，
2.1、取样被测接线端子12个进行硬度测试，结果硬度达到50巴士硬度值。
2.2、取样被测接线端子12个，配套12套螺丝M8*20mm，以及垫片、M8螺母。
2.3、将被测接线端子与配套的螺丝、垫片、螺母锁紧并固定在台钳上，以稳定接线端子，采用固定板手夹住接线端子的螺母，用扭力计套在接线端子另一端螺母(接线)，首先将扭力计对零，顺时针旋进螺母，从数字表上读取扭力大小，单位为kfg.cm.。
2.4、当扭力计达到最少35kgf.cm时，观察接线端子的外观已有裂痕现象，判定该接线端子不合格。
对比例3：
采用现有合金新工艺：
1、按照现有铅蓄电池端子合金配方，取原料Pb(铅)100Kg，其余组分以占铅原料质量百分比如下：Sn(锡)0.8％为0.8Kg，加热混合后调配后合金溶液总量100.8Kg，经专用模具浇铸成成品接线端子500个。
2、采用2Kg蒸馏水中加入SnSO4(硫酸亚锡)调配成质量浓度为50％的硫酸亚锡溶液，调配后加热到65℃，再而将500个端子放入密闭烘箱，均衡的对接线端子进行喷雾1min。
3、喷雾完成后，打开烘箱电源并设置温度为100℃，加热到恒温温度进行烘干硬化处理4小时，取出后颜色没有发黑，判定为合格品。
4、取样硬化完成的接线端子12个，进行硬度以及耐扭力测试，结果硬度达到50巴士硬度值。
5、取样被测接线端子12个，配套12套螺丝M8*20mm，以及垫片、M8螺母。
6、将被测接线端子与配套的螺丝、垫片、螺母锁紧并固定在台钳上，以稳定接线端子，采用固定板手夹住接线端子的螺母，用扭力计套在接线端子另一端螺母(接线)，首先将扭力计对零，顺时针旋进螺母，从数字表上读取扭力大小，单位为kfg.cm.。
7、扭力计达到40kgf.cm时，观察接线端子的外观已有裂痕现象，判定该接线端子不合格。

Claims (8)

1.一种铅蓄电池接线端子，其特征在于，组成成分包括铅，以铅质量百分比计，其余组成成分为：锡0.5～0.8％，钙0.02～0.05％，锑2.0～3.0％，钛0.05～0.08％，钨0.001～0.003％。
2.如权利要求1所述的铅蓄电池接线端子，其特征在于，所述铅蓄电池接线端子在铸造完成后，表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层。
3.如权利要求2所述的铅蓄电池接线端子，其特征在于，硫酸亚锡溶液的质量浓度为30～50％，喷雾处理时硫酸亚锡溶液的加热温度为40～65℃，喷雾处理时间为1～3min。
4.如权利要求2所述的铅蓄电池接线端子，其特征在于，所述铅蓄电池接线端子在表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理后，在90～100℃下进行硬化，硬化时间4h。
5.如权利要求4所述的铅蓄电池接线端子，其特征在于，硬化后，所述铅蓄电池接线端子的硬度不小于60巴氏。
6.一种铅蓄电池接线端子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铅蓄电池接线端子的铸造，铅蓄电池接线端子的合金材料组成成分包括铅，以铅质量百分比计，其余组成成分为：锡0.5～0.8％，钙0.02～0.05％，锑2.0～3.0％，钛0.05～0.08％，钨0.001～0.003％；
(2)铅蓄电池接线端子铸造完成后，表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理形成硫酸亚锡保护层；
(3)铅蓄电池接线端子在表面使用硫酸亚锡溶液喷雾处理后，在90～100℃下进行硬化，硬化时间4h。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中硫酸亚锡溶液的质量浓度为30～50％，喷雾处理时硫酸亚锡溶液的加热温度为40～65℃，喷雾处理时间为1～3min。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)硬化后，所述铅蓄电池接线端子的硬度不小于60巴氏。
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