DE1483366C3 - Verwendung einer Aluminiumlegierung als Anodenmaterial - Google Patents
Verwendung einer Aluminiumlegierung als AnodenmaterialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Aluminium-Zinn-Legierungen als Anodenmaterial.
Nach dem älteren Vorschlag des Hauptpatentes 14 58 452.2 läßt "sich eine Aluminiumlegierung, bestehend
aus 0,04 bis 0,5 % Zinn, bis 0,1 % Eisen, Rest Aluminium, im lösungsgeglühten und abgeschreckten
Zustand als Anodenmaterial verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für diesen
Verwendungszweck geeignete, bezüglich der Gehaltsbereiche an Legierungskomponenten sowie der Lösungsglühbedingungen
weiterentwickelte Legierungen anzugeben.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Aluminiumlegierung mehr als 0,05 und bis 0,1%
so Silicium enthält.
Es ist zwar bekannt (GB-PS 9 44 338), eijie ,Aluminiumlegierung,
dis-unter anderem 0,01 bis 2% Zinn, bis" 0,35% Eisen und*Bis 0,25% Silicium enthält, als
Schutzanode gegen korrosiven Angriff zu verwenden.
Bei diesen bekannten Legierungen ist jedoch eine Aushärtungsbehandlung
vorgesehen, um Zinnausscheidungen zu erzeugen. Die Lehre der GB-PS 9 44 338 zielt
also genau in die umgekehrte Richtung wie die Lehre des Patentes 14 58 452.2 und die Lehre der Erfindung.
Ausgehend gemäß Patent 14 58 452,2 von einer Verwendung einer Aluminiumlegierung, bestehend aus
0,04 bis 0,5% Zinn, bis 0,1% Eisen, mindestens 0,001% Wismut, gegebenenfalls 0,001 bis 7,0%
Magnesium und/oder 0,001 bis 0,3% Zirkonium und/ oder 0,001 bis 0,5% Indium, mit der Maßgabe, daß
der Gesamtgehalt an den vier letztgenannten Elementen 8% nicht überschreitet, Rest Aluminium, im
lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand als Anodenmaterial, ist erfindungsgemäß zur Lösung der
oben angegebenen Aufgabe vorgesehen, daß die Aluminiumlegierung mehr als 0,3 und bis 0,5% Wismut
enthält.
Ausgehend gemäß Patent 14 58 452.2 von einer Verwendung einer Aluminiumlegierung, bestehend aus
0,04 bis 0,5% Zinn, bis 0,1% Eisen, kleinen Mengen Silicium, Rest Aluminium, im lösungsgeglühten und
abgeschreckten Zustand als Anodenmaterial, werden erfindungsgemäß zur Lösung der oben angegebenen
Aufgabe — auch für den Fall, daß die Legierung bis zu 0,1% Silicium enthält — erweiterte Wärmebehandlungsbedingungen
angegeben, nach denen die Aluminiumlegierung mindestens 15 Minuten lang bei einer
Temperatur zwischen 540 und unter 6000C lösungsgeglüht und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit
von mindestens 80 Grad pro Stunde auf eine Temperatur von 15O0C oder weniger abgeschreckt wird.
In Weiterbildung der Erfindung bevorzugte Wärmebehandlungsbedingungen für die oben der Zusammensetzung
und dem Zweck nach angegebenen Aluminiumlegierangen ergeben sich aus den Unteransprüchen
4 bis 9.
Die in den Ansprüchen bezüglich ihrer Zusammensetzung und ihrer Wärmebehandlung definierten Aluminiumlegierungen
besitzen insbesondere für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck günstige physikalische
und/oder chemische Eigenschaften. Unter diesen ist insbesondere ein hoher Anodenwirkungsgrad
hervorzuheben. Der Anodenwirkungsgrad ist
ein gebräuchlicher Begriff, der das prozentuale Verhältnis des Gewichts der verbrauchten Anode, das
gemäß dem Faradayschen Gesetz unmittelbar für die elektrische Stromerzeugung angesetzt werden muß,
zum tatsächlichen Gesamtgewicht der verbrauchten Anode angibt. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet
einen geringeren Anodenverbrauch durch örtliche Korrosion und damit niedrigere Kosten des kathodischen
Schutzes, eine längere Lebensdauer des Anodenmaterials, weniger Korrosionsnebenprodukte, wie ζ. Β. ίο
unlösliche Oxidhydrate und Wasserstoffgas, und eine einheitlichere Abgabe von galvanischem Strom über
die Nutzungsdauer der Anode. Außerdem werden verbesserte Leitereigenschaften zusammen mit größerer
Zugfestigkeit und günstigeren Wechselstrom-Gleichstrom-Verhältnissen
gegenüber elektrischen Aluminiumleitern erzielt, wenn man die Legierung als elektrischen
Leiter verwendet.
Durch das in allen Ansprüchen vorausgesetzte Lösungsglühen und Abschrecken dei Aluminiumlegierung
soll der Zinnanteil in höchstmöglichem Ausmaß in fester Lösung gehalten werden. Die Gleichgewichtslöslichkeit
der festen Lösung von Zinn in Aluminium ist sehr niedrig und beträgt weniger als 0,02% bei
228° C, wobei sie mit erniedrigter Temperatur noch weiter abnimmt. Die Maximallöslichkeit von Zinn in
festem Aluminium beträgt 0,10% und tritt bei 6200C
auf. Das Zinn ist äußerst wirksam bei der Bildung einer gewünschten Fehlordnungsstruktur des N-Typs
in einem Aluminiumoxidfilm auf einer Metalloberfläche, wenn man das Zinn im höchstmöglichen Grad
in fester Lösung hält. Teilchen von Zinn, die statistisch dispergiert sind und sich nicht in fester Lösung befinden,
werden einiges zur gewünschten Fehlordnungsstruktur beitragen, können aber notwendigerweise den
Film nicht auf mehr als eine äußerst kurze Entfernung zum nächsten Zinnteilchen beeinflussen. Wenn das
Zinn nicht im Status der maximalen Löslichkeit vorliegt, ist deshalb die nächstbeste Anordnung diejenige,
bei der das ungelöste Zinn in die größtmögliche Zahl kleiner Teilchen aus jeweils mehr als einem Zinnatom
unterteilt ist.
Es ist bekannt, daß das Erstarren jeder Legierung, die einige Löslichkeit für das gelöste Element in der
Matrix besitzt, eine nichthomogene Verteilung des gelösten Elements ergibt, die als »Mikroabscheidung«
bekannt ist. Demgemäß werden einige Teile der Legierung die Maximallöslichkeit der festen Lösung behalten,
andere aber nicht. Selbst die schnellste in der Praxis durchführbare Erstarrung kann keine homogene
feste Lösung ergeben. Als anderes Extrem wäre eine so langsame Erstarrung, die zum Erreichen des
Gleichgewichts führt, unzweckmäßig. Während der Homogenitätsgrad durch die gewählte spezielle Art des
Gießens über einen weiten Bereich geändert werden kann, ist die einzige Möglichkeit zur Erlangung eines
einheitlichen Gehalts an fester Lösung die, daß die Legierung bei einer Temperatur gehalten wird, bei
welcher die Löslichkeit verhältnismäßig hoch ist und die Diffusionsgeschwindigkeiten ausreichend groß
sind, um die Gleichgewichtslöslichkeit einheitlich in der gesamten Legierung zu erreichen.
Selbst wenn die Maximallöslichkeit bei erhöhter Temperatur erreicht wird, sollte es theoretisch nicht
möglich sein, diese Bedingung bei Raumtemperatur zu erhalten, wenn das Phasendiagramm im Gleichgewicht
zeigt, daß die Löslichkeit mit einer Temperatursenkung abnimmt. In der Praxis ist es jedoch bekannt,
daß feste Lösungen, die bei Raumtemperatur übersättigt sind, dann erhalten bleiben, wenn die Abkühlung
ausreichend schnell erfolgt. Andererseits kann beim Kühlen Entmischung stattfinden, jedoch
werden bei hinreichend großer Abkühlungsgeschwindigkeit die ausgeschiedenen Teilchen äußerst fein und
gut verteilt.
Bei einigen Gießverfahren, z. B. dem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Formgußverfahren,
wird zwar wegen der großen Erstarrungsgeschwindigkeit bei mäßig kleinen Querschnitten und dem Weiterführen
der schnellen Kühlung auf Raumtemperatur ein Gefüge erzeugt, in dem ein großer Anteil des Zinns
in übersättigter fester Lösung vorliegt. Es bleiben jedoch noch Bereiche, in denen weniger als die Maximalmenge,
und auch Bereiche, in denen der Zinnüberschuß in Teilchenform vorliegt. Daher können Formgußstücke
galvanische Eigenschaften haben, die an diejenigen von homogenisiertem Material herankommen
und deren Verwendung als solche mit einigem Verzicht auf. optimale_Leistungsfähigkeit denkbar ist.
Jedoch werden Formguß"stücke* mit großem Querschnitt
und solche, die nach anderen Gießverfahren, z. B. in Sandformen oder Dauerformen, hergestellt
sind, sogar noch größere Abweichungen vom idealen homogenisierten Gefüge aufweisen und eine gesonderte
Homogenisierungs-Glühung erfordern.
Wenn die Aluminium-Zinn-Legierung nach dem Gießen verarbeitet werden soll, z. B. durch Walzen,
Pressen oder Schmieden, liegen die Temperaturen, bei denen diese Arbeitsvorgänge und etwa begleitendes
Glühen durchgeführt werden, im allgemeinen weit unterhalb denjenigen, bei denen die Löslichkeit ein
Maximum hat, so daß Entmischung durch Ausscheidung aus der festen Lösung auftritt. Deshalb ist eine
Homogenisierungs-Glühung zur Wiederherstellung der Maximallöslichkeit der festen Lösung und nachfolgendes
Abkühlen zur Fixierung der Wirkungen der Maximallöslichkeit notwendig, um optimale galvanische
Eigenschaften der verarbeiteten Legierungserzeugnisse zu erzielen.
Es ist zum Verständnis der Erfindung wichtig, daß die optimale Kombination von hoher galvanischer
Spannung und hohem Anodenwirkungsgrad dann erhalten wird, wenn das Zinn am gleichmäßigsten
verteilt und im höchsten Grad in fester Lösung gehalten ist, aber daß innerhalb eines breiten Bereichs
auch Abweichungen von diesem Idealzustand noch befriedigende, wenn auch schlechtere Eigenschaften
ergeben. Weiter können einige Verbesserungen des Wirkungsgrads durch Zusatz anderer Legierungselemente erreicht werden, wie nachfolgend gezeigt
wird.
Bei den in den Ansprüchen definierten Legierungen können noch weitere Legierungszusätze geduldet
weiden.
Im allgemeinen können unlösliche Elemente zugesetzt sein, d. h. Elemente, die eine Maximallöslichkeit
von weniger als 0,03 % in fester Lösung in Aluminium
aufweisen. Die Gesamtmenge an diesen unlöslichen Elementen soll nicht mehr als 0,5% betragen. Diese
unlöslichen Elemente haben keinen bedeutenden Einfluß auf die Stromabgabe, da sie die Löslichkeit des
Zinns im Aluminium nicht herabsetzen, aber sie wirken als Zweitphasen-Teilchenkathoden, und große
Mengen setzen letztlich den Anodenwirkungsgrad dadurch herab, daß sie eine örtliche Korrosion der
Anode fördern.
5 6
Lösliche Elemente können der Legierung ebenfalls hergestellt. Die Proben für die Bestimmung" der
zugesetzt werden. Die löslichen Elemente können ent- galvanischen Eigenschaften wurden zu Stücken von
weder als Gitteraufweiter oder als Gitterverenger auf- 5x5 mm Querschnitt und 75 mm Länge gefräst,
gefaßt werden, d. h. als dritte Zusatzelemente, die ent- Sie wurden chemisch gereinigt und eine Fläche von
weder das Aluminiumgitter aufweiten oder verengen. 5 10 cm2 einem »galvanischen Zellen-Versuch« gemäß
Im allgemeinen stabilisieren Gitteraufweiter das Zinn Journal of the Electrochemical Society, Bd. 105, Nr. 11,
in der fixierten festen Lösung und gestatten, daß hohe S. 629 ff., unterworfen. Sämtliche Bestimmungen wurgalvanische
Ströme aus der Legierung gezogen werden den in 0,1 n-Natriumchloridlösung bei 25±0,l°C
können. Gitteraufweiter können in Mengen von 0,001 durchgeführt. Die galvanischen Ströme wurden kontibis
8% verwendet werden. Typische Gitteraufweiter io nuierlich gemessen, indem das Element durch einen
und deren verwendbare Mengen sind beispielsweise Widerstand von 1 Ohm überbrückt und der Potential-Magnesium
von etwa 0,001 bis 7,-0%, Zirkonium von abfall kontinuierlich aufgezeichnet wurde. Ein zweiter
etwa 0,001 bis 0,3 %, Wismut von etwa 0,001 bis 0,5 %, Satz ähnlicher Probekörper wurde in einer abge-Indium
von etwa 0,001 bis 0,5%, und deren Mi- änderten Versuchsanordnung, dem »Versuch mit auf schungen.
15 gezwungenem Strom«, geprüft, wobei ein Liter einer
Im allgemeinen verhindern Gitterverenger, daß 1,0 n-NaCl-Lösung verwendet wurde und eine konstante
Zinn eine feste Lösung bildet, aber kleine Mengen Stromdichte von 10 mA/cm2 an die Probe gelegt wurde,
können geduldet werden, z. B. bis zu 0,01 % Zink, bis die während 24 Stunden als Anode gegenüber einer
zu 0,002% Kupfer und bis zu 0,05% Mangan. 10-cm2-Stahlkathode mit 10 cm2 Oberfläche arbeitete.
Die Art und Weise, wie man die Legierung auf die 20 Diese Stromdichte war wenigstens zehnmal größer als
erhöhte Temperatur bringt, ist nicht von entscheiden- die im »galvanischen Zellen-Versuch« und näherte sich
der Bedeutung. Rasches Abkühlen ist allerdings den Bedingungen;- 4ie man in einem galvanischen
wichtig und dafür verantwortlich,-daß die Maximal- Test in größerem Maßstab erzielt, bei dem die Kamenge
des Zinns in fester Lösung gehalten wird, im thodenfläche um ein Vielfaches größer als die Anodenhöchsten Grade beispielsweise durch Abschrecken in 25 fläche ist und wobei niedrige Wirkungsgrade dann
Wasser, oder daß doch wenigstens kombiniert mit der erreicht werden, wenn eine Neigung zur Bildung
im wesentlichen maximalen Menge Zinn in fester schwammiger Korrosionsprodukte besteht.
Lösung eine feinvei teilte Dispersion von Zinnteilchen, Elektrochemische Versuche der beiden genannten wie bereits erwähnt, vorliegt und damit in dieser Stufe Arten von Probekörpern ergeben eine ziemlich große die überraschenden Vorzüge der Erfindung erzielt 30 Streuung. Es werden deswegen einzelne Versuchswerden. Je schneller die Legierung gekühlt wird, um resultate gezeigt. Die Anzahl Coulombs, die innerhalb so wirksamer wird das Zinn in festet Lösung zurück- 48 Stunden im galvanischen Zellen-Versuch fließen, gehalten, weshalb natürlich Kühlmethoden voige- bilden einen Maßstab für die Fähigkeit der Anode, zogen werden, die schnelles Abkühlen bewirken, einen Schutzstrom aufrechtzuerhalten, und hängen wie das Eintauchen der Legierung in kaltes Wasser. 35 von der Maximalmenge Zinn in fester Lösung und
Lösung eine feinvei teilte Dispersion von Zinnteilchen, Elektrochemische Versuche der beiden genannten wie bereits erwähnt, vorliegt und damit in dieser Stufe Arten von Probekörpern ergeben eine ziemlich große die überraschenden Vorzüge der Erfindung erzielt 30 Streuung. Es werden deswegen einzelne Versuchswerden. Je schneller die Legierung gekühlt wird, um resultate gezeigt. Die Anzahl Coulombs, die innerhalb so wirksamer wird das Zinn in festet Lösung zurück- 48 Stunden im galvanischen Zellen-Versuch fließen, gehalten, weshalb natürlich Kühlmethoden voige- bilden einen Maßstab für die Fähigkeit der Anode, zogen werden, die schnelles Abkühlen bewirken, einen Schutzstrom aufrechtzuerhalten, und hängen wie das Eintauchen der Legierung in kaltes Wasser. 35 von der Maximalmenge Zinn in fester Lösung und
Zusätzlich zu dem günstigen Gefüge, das durch die dem übrigen Zinn in feindispergierter Form ab. Der
erfindungsgemäße Homogenisierungsbehandlung her- gesamte Prozentsatz des Wirkungsgrads ist der
vorgerufen wird, wurde überraschenderweise gefunden, Anodenwirkungsgrad. Das Gewicht der schwammigen
daß das auf der Oberfläche der Legierung durch Luft- Produkte im »Versuch mit dem aufgezwungenen
einwirkung während der Wärmebehandlung gebildete 40 Strom« bezieht sich auf die Menge von leicht anhaften-Oxid
die Förderung einer schnellen Aktivierung der dem Korrosionsprodukt, das eingeschlossene metalli-Änode
begünstigt. Die schnelle Aktivierung wird für sehe Teilchen enthält und zum niedrigen Wirkungseinige
Anwendungsgebiete, beispielsweise Meerwasser- grad beiträgt,
batterien, in hohem Maße erstrebt. Die Versuchsresultate sind in der folgenden Tabelle
batterien, in hohem Maße erstrebt. Die Versuchsresultate sind in der folgenden Tabelle
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele 45 angeführt.
näher erläutert. Aus der nachstehenden Tabelle ergibt sich, daß die
Optimalbedingungen für die Homogenisierung durch
_ . . die Wärmebehandlung während 16 Stunden bei 6200C
.: B e 1 s ρ 1 e 1 1 und nacnfoigendes Abschrecken in Wasser dargestellt
50 werden. Man stellt fest, daß die Formgußstücke als
Eine Legierung auf Aluminiumbasis mit einem solche etwa denselben galvanischen Strom liefern,
Gehalt von 99,85% Aluminium sowie reinem Zinn und aber bei niedriger Stromdichte im Durchschnitt einen
Wismut als Legierungszusätzen wurde in einem etwas geringeren Wirkungsgrad und bei einer hohen
üblichen Formgußverfähren zu Barren gegossen. Die Stromdichte einen merklich geringeren Wirkungsgrad
Legierung hatte nach dem Guß eine chemische Zu- 55 mit hoher Schwammbildung aufweisen. Die Redusammensetzung
von 0,12% Zinn und 0,15% Wismut, zierung der Glühdauer für die Homogenisierung auf
wobei der Rest im wesentlichen aus Aluminium 6 Stunden oder die Verlangsamung der Abkühlungsbestand. Einige der Barren wurden sodann verschie- geschwindigkeit durch Luftkühlung oder Kühlung im
denen Homogenisierungsbehandlungen unterzogen, Ofen bewirkt einigen Verlust entweder an galvanischem
d. h., sie wurden auf Temperaturen zwischen 575 und 60 Strom oder an Anodenwirkungsgrad oder beiden.
620°C erhitzt und verschieden lang auf diesen Tem- Wird die Temperatur auf 605, 595 oder 5750C herabperaturen
gehalten und dann unterschiedlich schnell gesetzt, also Temperaturen unter der Temperatur für
auf Raumtemperatur abgekühlt. die Maximallöslichkeit in fester Lösung für Zinn
Alle Barren einschließlich der unbehandelten und (62O0C), so zeigt sich eine ausgeprägte Tendenz zur
der der Homogenisierungsbehandlung unterzogenen 65 Herabsetzung von galvanischem Strom und Wirkungswurden
in verschiedenen Versuchsreihen auf ihre grad. Andere Gießverfahren, bei denen die Erstarrungsgalvanischen
Eigenschaften untersucht. geschwindigkeit niedriger als diejenige beim Formguß
Maschinell wurden Proben aus Barrenabschnitten ist, erniedrigen auch den galvanischen Strom.
Homogenisierung | Abkühlen | Galvanischer Zellen-Versuch | Wirkungsgrad | Versuch mit aufgezwungenem Strom lOmA/cm2 |
Coulomb-Fluß in 48 Stunden |
o/
/o |
Gesamtgewicht Wirkungsgrad der Schwamm- abscheidung |
||
Tempe- Zeit ratur |
mg/cm2 % | |||
Durch Formguß mittelbar
erhaltene Gußstücke
erhaltene Gußstücke
62O0C 16Std. Abschrecken
in Wasser
in Wasser
62O0C 6Std. Abschrecken
in Wasser
in Wasser
1013 1028 1071
934
1007
1007
900 1003
1113 1082
1113 1082
835 948 914
62O0C 16Std. Luftkühlung
62O0C 16Std. Ofenkühlung
um 80 Grad/Std.
auf 26O0C,
Luftkühlung auf
Raumtemperatur
auf 26O0C,
Luftkühlung auf
Raumtemperatur
6050C lOStd. Luftkühlung
757
793
793
6050C lOStd. Abschrecken
in Wasser
in Wasser
5950C lOStd. Abschrecken
in Wasser
in Wasser
5750C lOStd. Abschrecken
in Wasser
in Wasser
789
968
968
841
900
900
892 951
796 839
796 839
997 891
950
950
866 820
905
905
53 52 16,8 14,6 8,2
50 55 0 0 0
64 61 3,3 0 0
54 54 3,5 1,1 1,1
57 64 1,3 2,6 4,6
68 68 4,1 4,1 3,5
57 55 3,1 0,6 0,6
54 0 0 11,4
54 0 0 11,4
50 51 2,7 1,0 1,0
48
0 0 0
45 52 53
71 71 72
61 72 76
61 72 76
55 68 67
74 69 60
66 71 67
66 71 67
67 76 75
70 71 74
70 71 74
62 70 69
68 69 69
Eine Legierung auf Aluminiumbasis der Zusammen-Setzung 0,30% Zinn, 0,0028% Eisen, weniger als je
0,001 % Silicium und Kupfer, Rest Aluminium wurde in fünf gleiche Barren gegossen. Nach dem Guß
wurden die Barren wie folgt behandelt, um ihre Dicke von 7,62 cm auf 0,025 cm herabzusetzen.
Barren A wurde bei 2600C auf 0,635 cm abgewalzt.
Das Material wurde darauf bei 620° C 1 Stunde homo- '
genisiert und dann in Wasser abgeschreckt. Dann wurde durch Kaltwalzen um 96 % auf 0,025 cm Dicke
reduziert. Das Material wurde darauf erneut bei 620° C 30 Minuten homogenisiert und in Wasser abgeschreckt.
Dieses Material war weichgeglüht und enthielt die Maximalmenge Zinn in fester Lösung.
Barren B wurde in gleicher Weise wie Barren A behandelt mit der Ausnahme, daß das zweite Homogenisieren
fortgelassen wurde. Dieses Material war entsprechend dem Abwalzgrad von 96 % kalt verfestigt
und enthielt die Maximalmenge Zinn in fester Lösung.
Barren C wurde 8 Stunden bei 62O0C homogenisiert
und im Ofen mit einer Geschwindigkeit von 55 Grad pro Stunde auf 26O0C abgekühlt. Er wurde
sodann bei 260° C auf 0,635 cm Dicke abgewalzt und dann um 96 % auf 0,025 cm Dicke kaltgewalzt. Dieses
Material war wiederum kaltverfestigt, und das Zinn war aus der festen Lösung bei 260° C abgeschieden.
Diese Legierung enthielt also im wesentlichen kein Zinn in fester Lösung.
Barren D wurde bei 26O0C auf 0,635 cm Dicke
abgewalzt, darauf bei 62O0C 1 Stunde homogenisiert
und dann in Wasser abgeschreckt. Das Material wurde dann um 80 % auf 0,037 cm kaltgewalzt,
1 Stunde bei 315 0C zwischengeglüht, mit Luft gekühlt und endlich um 80% auf 0,025 cm Dicke kaltgewalzt.
Dieses Material war entsprechend dem Kaltwalzgrad von 80% kaltverfestigt, wobei das Zinn aus fester
Lösung bei 3150C ausgeschieden war. Die Legierung
enthielt demgemäß im wesentlichen kein Zinn in fester Lösung.
Barren E wurde in gleicher Weise wie Barren D behandelt mit der Ausnahme, daß die Zwischenglühung
durch ein Anlassen bei 12O0C während 3 Stunden ersetzt wurde. Dieses Material war wiederum
kaltverfestigt und enthielt Zinn in fester Lösung in der
Maximalmenge, da das Anlassen bei 1200C zu schwach war, um das Zinn aus der festen Lösung auszufällen.
Mit den genannten Legierungen wurden Versuchselemente mit Silber-Silberchlorid-Kathoden nach Art
des Beispiels 2 in der DT-PS 14 58 452 aufgebaut. Der Versuch wurde derart durchgeführt, daß die
erhaltenen Werte Stromdichte-Zeit-Kennlinien und die Zellenspannung über einen festen äußeren Arbeitswiderstand
angaben. Die maximale Stromdichte, die über einen wichtigsten Abschnitt der gesamten
Versuchsdauer mit dem Element aufrechterhalten wurde, zeigt die Brauchbarkeit des Anodenmaterials.
Die mit den Versuchselementen erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben, wobei die
Elemente A bis E die Legierungen enthalten, die aus den Barren A bis E hergestellt wurden.
609 647/11
Element Legierungszustand
Stromdichte, A/cma
A Zinn in fester Lösung,
Maximalmenge
B Zinn in fester Lösung,
Maximalmenge
C Zinn aus fester Lösung
ausgeschieden D Zinn aus fester Lösung
ausgeschieden E Zinn in fester Lösung,
Maximalmenge
7,55; 7,75; 7,95 7,1; 7,75; 7,82 4,4; 4,4; 4,4 4,25; 4,32; 4,51
7,3; 7,7; 7,75
ίο
Die Ergebnisse zeigen schlüssig, daß man einen überraschenden Vorteil bei der Anwendung der
Legierung als Anode erhält, wenn das Zinn im Höchstwert in fester Lösung gehalten wird. Die Stromdichte
der Elemente C und D, bei welchen Legierungen verwendet wurden, die durch die Wärmebehandlung das
Zinn aus fester Lösung ausgeschieden enthielten, betrug nur etwa 57% der Stromdichte der anderen
Beispiele, in denen die günstigen Wirkungen der Homogenisierungsglühung erhalten wurden.
Claims (9)
1. Verwendung einer Aluminiumlegierung, bestehend aus 0,04 bis 0,5% Zinn, kleinen Mengen
Silicium, bis 0,1 % Eisen, Rest Aluminium, im lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand als
Anodenmaterial nach Patent 14 58 452.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung
mehr als 0,05 und bis 0,1 % Silicium enthält.
2. Verwendung einer Aluminiumlegierung, bestehend aus 0,04 bis 0,5% Zinn, bis 0,1% Eisen,
mindestens 0,001% Wismut, gegebenenfalls 0,001 bis 7,0% Magnesium und/oder 0,001 bis 0,3%
Zirkonium und/oder 0,001 bis 0,5% Indium, mit der Maßgabe, daß der Gesamtgehalt an den vier
letztgenannten Elementen 8% nicht überschreitet, Rest Aluminium, im lösungsgeglühten und abgeschreckten
Zustand als Anodenmaterial nach Patent-14 58 452.2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aluminiumlegierung mehr als 0,3 und bis 0,5 % Wismut enthält.
3. Verwendung einer Aluminiumlegierung, bestehend aus 0,04 bis 0,5% Zinn, bis 0,1% Eisen,
kleinen Mengen Silicium, Rest Aluminium, im lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand als
Anodenmaterial nach Patent 14 58 452.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung bis
zu 0,1 % Silicium enthält und daß sie mindestens 15 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen
540 und unter 600° C lösungsgeglüht und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mindestens
80 Grad pro Stunde auf eine Temperatur von 150° C oder weniger abgeschreckt worden ist.
4. Verwendung einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt und behandelt nach Anspruch 1
oder 2, die mindestens 15 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 540 und 64O0C lösungsgeglüht
und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mindestens 80 Grad pro Stunde auf
eine Temperatur von 150° C oder weniger abgeschreckt worden ist, für den Zweck nach Anspruch
1.
5. Verwendung einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt nach Anspruch 1 oder 2 und behandelt
nach Anspruch 4, die bis zu 24 Stunden lang lösungsgeglüht worden ist, für den Zweck
nach Anspruch 1.
6. Verwendung einer Legierung, zusammengesetzt und behandelt nach Anspruch 3, die bis zu
24 Stunden lang lösungsgeglüht worden ist, für den Zweck nach Anspruch 3.
7. Verwendung einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt und behandelt nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, die innerhalb von weniger als 15 Minuten auf 150° C oder weniger, vorzugsweise
durch Eintauchen in kaltes Wasser, abgeschreckt worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.
8. Verwendung einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt nach Anspruch 1 oder 2 und behandelt
nach Anspruch 4, die bei einei Temperatur von 600 bis 630°C, vorzugsweise 62O0C, lösungsgeglüht
worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.
9. Verwendung einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt nach Anspruch 1 oder 2 und behandelt
nach Anspruch 8, die 16 Stunden lang bei einer Temperatur von 62O0C lösungsgeglüht und
dann in Wasser abgeschreckt worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US376545A US3196057A (en) | 1964-06-19 | 1964-06-19 | Heat treatment of aluminum base alloys containing tin |
US37654564 | 1964-06-19 | ||
DEO0010926 | 1965-06-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1483366A1 DE1483366A1 (de) | 1969-02-20 |
DE1483366B2 DE1483366B2 (de) | 1976-03-25 |
DE1483366C3 true DE1483366C3 (de) | 1976-11-18 |
Family
ID=
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