CS262883B1

CS262883B1 - Alloy for a collector,particularly for electrodes of maintenanceless lead accumulators

Info

Publication number: CS262883B1
Application number: CS8610190A
Authority: CS
Inventors: Jiri Cerny; Frantisek Kalab; Josef Miskovsky; Miloslav Matejka; Karel Vurm
Original assignee: Jiri Cerny; Frantisek Kalab; Josef Miskovsky; Miloslav Matejka; Karel Vurm
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1989-04-14
Also published as: DD274152A3; CS1019086A1; BG51139A1

Description

Vynález se týká slitiny kolektoru, zvláště pro elektrody bezúdržbových olověných akumulátorů, obsahující základní materiál na bázi nízkoantimonového olova.

V současné době je známa celá řada složení kolektoru na bázi nízkoantimonové slitiny olova. Běžně se používá nízkoantimonových slitin kolektoru s obsahem Sb pod 3,5 %· Při těchto obsazích antimonu je podstatnou měrou omezena kontaminace záporných elektrod antimonem^ a tím je dosažena stabilní nabíjecí charakteristika během celé životnosti akumulátorových bateriío Současně však omezení obsahu antimonu zhoršuje vlastnosti slitiny, které jsou nutné pro získání kvalitních odlitků kolektorů. Zejména se jedná o pevnost a homogenitu bez trhlin a o vhodnou krystalovou mikrostrukturu nutnou pro dosažení požadovaných vlastností elektrody, například korozní odolnost a omezení roz- , kladu vody elektrolýzou.

Pro zlepšení vlastností obsahují nízkoantimonové slitiny kolektoru další legury. Je známa nízkoantimonové slitina olova s přídavkem arsenu, nebo s přídavkem ersenu, selenu a cínu. Rovněž jsou známy tyto slitiny s přídavkem teluru, stříbra a arsenu, případně s přídavkem teluru, stříbra a arsenu, případně 8 přídavkem arsenu, cínu nebo vizmutu, mědi, selenidu a stříbra nebo vizmutu. Další známá slitina kolektoru..je tvořena s přídavkem fosforu, arsenu a mědi.

I

262 683

Všechny tyto známé nízkoantimonové slitiny olova zlepšují vlastnosti a vyrobitelnost kolektorů, avšak jejich nevýhodou zůstává nižší produktivita výroby, zejména u tenkých kolektorů s tloušlkou do 2 mm, při zachování nároků na kvalitu slitiny· Tento problém ae řeší zpravidla technologickými opatřeními, například prodloužením zrání odlitků, intenzívním ochlazováním odlitků ihned po odlití, hutněním odlitků a podobně. I v těchto případech však dochází к tvorbě trhlin, přičemž není zajištěna dobrá zabíhavost slitiny.

Cílem vynálezu je takové složení kolektoru z nízkoantimonové slitiny olova, která umožní zvýšení produktivity výroby kolektorů při zachování jejich požadovaných mechanických a elektrochemických vlastností.

Podstata slitiny kolektoru podle vynálezu spočívá v tom, že sestává z olova s hmotnostním obsahem antimonu

1,5 až 3,0 %, cínu 0,005 až 0,10 %, fosforu 0,0001 až 0,005 %, přičemž obsah nečistot nepřekročí 0,1 %. Dalšími legujícími prvky jsou arsen 0,01 až 0,3 %, měň 0, 01 až 0,1 %, selen 0,01 až 0,1 %, síra 0,0005 až 0,01 %,a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci. Dalším legujícím prvkem může být stříbro 0,01 až 0,1 %<>

Složením kolektoru podle vynálezu je zajištěno dobré vylévání kontur formy a omezena tendence к tvorbě trhlin v kolektoru vlivem vnitřního pnutí odlitků, což je dáno změnou povrchového napětí slitiny.

Konkrétní známá slitina kolektorů tloušlky 1,6 mm obsahuje intermatalickou sloučeninu olova a antimonu o hmotnostní koncentraci antimonu Sb 2,8 %, cínu Sn 0,48 %, mědi Cu 0,045 % a arsenu As 0,21 Byly prověřeny licí re3

262 883 žiny v rozsahu teplot taveniny 430 až 480 °C a formy 150 až 190 °C. Získané odlitky se vždy vyznačovaly špatným vyléváním kontur při produktivitě 10 až 12 odlitků za minutu®

Při použití druhé slitiny kolektoru a přísadou intermetalické sloučeniny cínu a olova SnP^ v množství 25 g do 750 kg taveniny do první výše uvedené slitiny, tedy s 2,9 % antimonu Sb, 0,48 % cínu Sn, 0,045 % mědi Cu, 0,21 % arsenu As, 0,002 % fosforu P, byly při teplotě taveniny 450 °C a formy 190 °C získány odlitky o tloušťce 1,6 mm s dobře vylitými konturami při produktivitě 12 odlitků za minutuo Tyto odlitky byly plně použitelné při zhotovení elektrod s vyhovujícími mechanickými vlastnostmi, například pevností a potlačením tvorby trhlin· Při odlévání se však projevovaly potíže s tvorbou úkapů na výtoku z litníku a n.a vtocích do formy dalé příliš malým povrchovým napětím.

Dále jsou uvedena složení kolektoru na bázi nízkoantimonové slitiny olova podle vynálezu»

Příklad 1

Kolektor obsahuje intermetalickou sloučeninu PbSb s 2,65 % antimonu Sb, 0,06 % cínu Sn, 0,001 & fosforu P a 0,08 % nečistot. Tímto složením bylo dosaženo dobré vylévatelnosti a vyhovujících mechanických vlastností kolektoru na úrovni druhé výše uvedené slitiny a současně byla potlačena tendence к tvorbě úkapů. Toto zlepšení je dáno vyšším povrchovým napětím této slitiny oproti druhé výše uvedené slitin^ v důsledku změny, složení obsahu cínu a fosforu. Oproti první výše uvedené slitině je však povrchové napětí této slitiny nižší, v důsledku kombinace působení přísad cínu a

262 883 fosforu. Fosfor v této slitině kompenzuje podstatné snížení obsahu cínu oproti první uvedené slitině a zároveň zamezuje tendenci к tvorbě trhlin v odlitku.

Příklad 2

Kolektor obsahuje stejné složení jako v příkladu 1, navíc s přídavkem selenu v množství 0,057 % a mědi v množství 0,052 %. Licí vlastnosti této slitiny a mechanické vlastnosti kolektoru jsou obdobné jako v předchozím příkladu.

Příklad 3

Kolektor obsahuje intermatalickou sloučeninu PbSb s obsahem 3 % antimonu Sb, 0,01 % cínu Sn, 0,12 % arsenu As, 0,04 % mědi Cu a 0,005 % fosforu P.

Příklad 4 .

Kolektor obsahuje intermetalickou sloučeninu PbSb s obsahem 1,5 % antimonu Sb, 0,03 % cínu Sn, 0,11 % arsenu As, 0,04 % médi Cu, 0,0002 % fosforu P, 0,001 % síry S a stříbra,

0,05 %|Ag. Kolektor tohoto složení vykazuje navíc, zvláště příměsí stříbra, lepší korozivzdornost, což se projeví zlepšením parametrů, odolnosti proti přebíjení.

Claims

lo Slitina kolektoru, zvláště pro elektrody bezúdržbových olověných akumulátorů, obsahující základní materiál na bázi nízkoantimonového olova, vyznačující se tím, že obsahuje antimon v hmotnostní koncentraci 1,5 až 3 cín v hmotnostní koncentraci 0,005 až 0,10 % a fosfor v hmotnostní koncentraci 0,0001 až 0,005 %, při· čemž obsah nečistot nepřekročí 0,1 %.
2« Slitina kolektoru podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje arsen v hmotnostní koncentraci 0,01 až 0,3 %, měl v hmotnostní koncentraci 0,01 až 0,1 selen v hmotnostní koncentraci 0,01 až 0,1 % a síru v hmotnostní koncentraci 0,0005 až 0,01 a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci.
3. Slitina kolektoru podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje 0,01 až 0,1 % hmotnosti stříbra·