JPH0413824B2

JPH0413824B2 -

Info

Publication number: JPH0413824B2
Application number: JP58181508A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nagata; Shuhei Takeshima
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1992-03-10
Also published as: JPS6074266A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、鉛蓄電池用格子基板の製造方法の
改良に関するものである。（従来の技術）従来、鉛蓄電池用格子基板は鋳造方式による製
造方法が主流であつた。しかし最近では、蓄電池のメインテナンスフリ
ー化の要望が急速に高まり、同時に格子基板の合
金もSbが５〜10％と多く含まれたSb−Pb系合金
から、Sbの含有量をさらに少なくしたSb−Pb系
合金へと変わつてきている。さらにこうした変化
に加えて、電池の高性能化、長寿命化、軽量化な
ども同時に要求されるようになつてきた。しか
し、これらの種々の要請は従来の鋳造基板で達成
することは極めて困難で、ほぼ不可能というのが
実情であつた。このような理由から、鋳造方式に代えて機械加
工により格子基板を製造することが一部で実用化
されている。この機械加工方式は、厚さ0.6〜1.3
mm程度の鉛合金シートを機械的に加工して使用す
るもので、その代表的なものはエクスパンド加工
と打抜加工がある。前者のエクスパンド加工は、鉛合金シートに一
定間隔で切り目を入れて連続的に伸張、展開して
メツシユシートを形成するものであり、この場合
に使用される鉛合金シートは、通常の冷間圧延加
工で得られたものであつた。しかしなら、この冷間圧延加工で得られる鉛合
金シートは、加工歪を受け内部エネルギーの高い
不安定な結晶組織となつているため、これに機械
的な力を加えて引張ると、鉛合金の伸びが低いた
めすぐに破断する恐れがあつた。このような現象
は、鉛合金の中でも特にPb−Sb系合金において
顕著であつた。従つて、Pb−Sb系合金の冷間圧
延加工シートからエクスパンドシートをつくるこ
とは、実際問題として不可能であつた。また、後者の打抜加工は、前記と同様な冷間圧
延加工の鉛合金シートを公知な方法で打抜いて格
子桟を形成するものである。しかし、ここに使用
される冷間圧延シートは、上記のように伸び変形
量が小さいので、打抜いた基板にさらに曲げ加工
が施されるような場合には破断の恐れがあり、結
局これで打抜基板をつくることも出来なかつた。更に、このような冷間圧延シートから形成され
た格子基板は、従来の鋳造基板に比較して腐食に
よつて重量が大となるという欠点が指摘されてい
た。（発明が解決しようとする課題）この発明は、引張強度が大きく、従つて曲げ加
工が容易に出来てしかも耐食性に優れた鉛蓄電池
用基板を得ようとするものである。（課題を解決するための手段）この発明は、冷却された一対の回転する金属ロ
ール間に溶湯を連続的に供給し、該ロール外周面
でこれを冷却、凝固させ、さらに続いてこの凝固
した鉛合金凝固相を何ら加熱することなく直ちに
圧延する連続直接圧延法で、Sb0.3〜3.5重量％、
残部Pbからなる鉛合金薄板をつくり、つづいて
これをエクスパンド加工して格子基板とし、次に
この格子基板を205〜300℃にて１〜60分加熱した
後、直ちに−10℃〜＋50℃で急冷し、その後これ
を室温で時効硬化せしめることを特徴とする鉛蓄
電池用格子基板の製造方法（請求項１）及び冷却
された一対の回転する金属ロール間に溶湯を連続
的に供給し、該ロール外周面でこれを冷却、凝固
させ、さらに続いてこの凝固した鉛合金凝固相を
何ら加熱することなく直ちに圧延す連続直接圧延
法で、Sb0.3〜3.5重量％と、As0.05〜0.5重量％及
びSn0.01〜1.0の少なくとも一種と、残部Pbから
なる鉛合金薄板をつくり、つづいてこれをエクス
パンド加工して格子基板とし、次にこの格子基板
を205〜300℃にて１〜60分加熱した後、直ちに−
10℃〜＋50℃で急冷し、その後これを室温で時効
硬化せしめることを特徴とする鉛蓄電池用格子基
板の製造方法（請求項２）である。以下にこれら
の発明を説明する。まず第１の発明について説明すれば、この発明
では溶湯から、連続的にしかも一挙に所定厚の鉛
合金薄板を成形するものである。その方法は、冷却された一対の回転する金属ロ
ール間に連続的に溶湯を供給し、これによつて溶
融金属をロールの外周面で冷却、凝固させ、さら
に続いてこの凝固した鉛合金凝固相を何ら加熱す
ることなく直ちに一対の圧延ロールで圧延して、
これを所定厚の鉛合金薄板へと連続的に成形する
ものである。本明細書では、こうした方法を「連
続直接圧延法」という。この連続直接圧延法で得られる鉛合金薄板は、
Sb0.3〜3.5重量％、残部がPbからなるものとす
る。Sbの含有は強度を増大させるが、これが0.3
重量％未満であると必要な強度が得られない。ま
た、Sbが0.3未満であると、合金内部で凝固核の
形成が期待できず、凝固に時間を要し従つて冷却
のためのローラの回転速度を落とす必要があり、
連続直接圧延法によるシートの生産性を上げるこ
とが困難となる。さらに、Sbが3.5％を越えると、
格子基板内のボイドが多くなり、またSbの偏折
も多くなつて耐食性の点で好ましくない。残部は
Pbとする。上記組成の合金のシートは、これをエクスパン
ド加工または打抜き加工などの機械加工を行なつ
て格子基板とする。この方法は従来の方法がその
まま適用でき、例えば鉛合金シートに一定間隔で
切り目を入れて連続的に伸張、展開してメツシユ
シートを形成する、或いは打抜いて格子桟を形成
するなどである。次に、この格子基板を熱処理し
たのち急冷して硬度及び耐食性を付与する。ここ
で行う熱処理は205〜300℃で１〜60分とする。温
度が205℃未満であると硬度が十分でなく、また
300℃を超えると溶融する恐れがある。処理時間
は、１分未満では効果なく、60分を超えても効果
がその割りに向上しない。急冷は、−10℃〜50℃で行う。これが−10℃未
満の低温であると基板表面に蒸気膜が形成され、
そのため逆に急冷効果が失われようになる。ま
た、これが50℃を越えた場合は必要な冷却効果を
得ることが困難となる。この加熱、急冷の後はこ
れを室温で時効硬化させ、この発明になる鉛蓄電
池用格子基板を得る。また、請求項２の発明は、鉛合金薄板を、
Sb0.3〜3.5重量％と、As0.05〜0.5重量％及び
Sn0.01〜1.0の少なくとも一種と、残部がPbから
なるものである。Sb0.3〜3.5重量％については既
に述べた通りである。 AsはSnの添加は、得られるシートの結晶粒を
微細化して格子基板を耐蝕性や機械的強度を向上
せしめるとともに、急放電における端子電圧を増
大し、初期性能ならびに寿命を改良する。また、
Snは、酸化物の混入を抑制し品質の向上させる。 Asが0.05％未満、Snが0.01％未満であると上記
の効果がない。Asが0.5％を超えると結晶粒の微
細化効果はほとんどなく、従つて耐蝕性や機械的
強度の向上が不十分である。また、Snが1.0％を
超えた場合には耐蝕性の向上効果は低く、経済的
にも不利となる。加熱、冷却工程については請求
項１の発明と同様である。以上のように、本願の発明は、鉛合金薄板の組
成とこの鉛合金薄板からなる格子基板の製造方法
を組み合わせることによつて、格子基板の内部に
シユリンケージキヤビテイや小さいなボイドなど
の欠陥のない良好な格子基板が安定した品質のレ
ベルで得ることが出来るようになつた。実施例１ Sb2.5％、残部Pbからなる鉛合金の溶湯を、冷
却された１対の回転する金属ロール間に連続的に
注入し、該溶融鉛合金をロールの外周面で冷却し
て生成した凝固相を直ちに圧延して厚さ約1.0mm
の鉛合金シートを作成した。次に、このシートを用いて公知の方法でエクス
パンド加工を施して連続してエクスパンドメツシ
ユシートを作成した。この場合のメツシユの形状
は、長軸が20mm、短軸が10mmである。このシート
を245℃、30分間熱処理した後直ちに20℃の水中
に投入して急令し、次いで室温で１〜２日放置
し、本発明の鉛蓄電池用格子基板とした。実施例２ Sb2.0％、As0.1％、Sn0.10％、残部Pbからな
る鉛合金の溶湯から、実施例１と同様の方法によ
り厚さ1.0mmの鉛合金シートを作成した。次に、
このシートに公知の方法でエクスパンド加工を施
して連続したエクスパンドメツシユシートを作成
した。この場合のメツシユ形状は、長軸が約20
mm、短軸が約10mmである。このメツシユシートを
250℃にて30分間熱処理した後直ちに25℃の水中
に投入して急冷した後、室温で１〜２日放置して
本発明の蓄電池用格子基板を得た。比較例１実施例１と同様な合金を冷間圧延して厚さ約
1.0mmの鉛合金シートを作成した。このシートを
公知の方法によりエクスパンド加工を行ない比較
例１の蓄電池用格子基板を得た。比較例２実施例２と同様な合金を使用して冷間圧延によ
り約1.0mmの鉛合金シートを作成した。このシー
トを公知の方法によりエクスパンド加工を行つて
比較例２の蓄電池用格子基板を得た。比較例３ Sb5.0％、残部Pbからなる鉛合金を使用した以
外はすべて実施例１と同様にして比較例３の蓄電
池用格子基板を得た。比較例４ Sb5.0％、As1.0％、Sn1.2％、残部Pbからなる
合金を使用した以外はすべて実施例２と同様にし
て比較例４の蓄電池用格子基板を得た。以上のようにして得た本発明の格子基板及び比
較例を格子基板について、それぞれ室温における
引張り試験を行つて、その降状強さ及び伸びを測
定した。その結果を第１表に示した。なお、引張試験条件は、1.67×10^-3S^-1なる歪
速度である。

【表】また、本発明の格子基板（実施例２）につい
て、連続直接圧延したままのシート(A)、急冷直後
の格子基板(B)及び急冷後室温で２日間放置後の格
子基板(C)について、それぞれ上記と同様に引張試
験を行つて、その降状強さ及び伸びを測定した。
その結果は第２表に示す通りである。

【表】また、本発明の格子基板と比較例の格子基板に
ついて腐食試験を行つて重量変化を測定した。そ
の結果を第３表に示した。なお、腐食試験は、比重1.260（20℃）の稀硫酸
中で電流密度10ｍＡ／cm²で300hr通電後の腐食生
成物を除去して、腐食前の試料重量で腐食後の試
料重量を割つた値を示した。

【表】腐食前の試料重量
また、本発明の格子基板（実施例２）について
連続直接圧延したままのシート(A)、急冷直後の格
子基板(B)及び急冷後室温で２日間放置後の格子基
板(C)について、それぞれ上記と同様に重量変化量
を測定した。その結果は第４表に示した。

【表】上記各表より明らかな如く、本発明の蓄電池用
格子基板は、従来の蓄電池用格子基板に比して機
械的強度及び耐腐食性において著しく優れている
ことが認められる。また、本発明の蓄電池用格子
基板は、加熱、急冷することにより上記性能が改
良され、さらに室温に放置することによつてさら
にこれらの性能が向上されたことが認められる。

Claims

【特許請求の範囲】１冷却された一対の回転する金属ロール間に溶
湯を連続的に供給し、該ロール外周面でこれを冷
却、凝固させ、さらに続いてこの凝固した鉛合金
凝固相を何ら加熱することなく直ちに圧延する連
続直接圧延法で、Sb0.3〜3.5重量％、残部Pbから
なる鉛合金薄板をつくり、つづいてこれをエクス
パンド加工して格子基板とし、次にこの格子基板
を205〜300℃にて１〜60分加熱した後、直ちに−
10℃〜＋50℃で急冷し、その後これを室温で時効
硬化せしめることを特徴とする鉛蓄電池用格子基
板の製造方法。２冷却された一対の回転する金属ロール間に溶
湯を連続的に供給し、該ロール外周面でこれを冷
却させ、凝固させ、さらに続いてこの凝固した鉛
合金凝固相を何ら加熱することなく直ちに圧延す
る連続直接圧延法で、Sb0.3〜3.5重量％と、
As0.05〜0.5重量％及びSn0.01〜1.0の少なくとも
一種と、残部Pbからなる鉛合金薄板をつくり、
つづいてこれをエクスパンド加工して格子基板と
し、次にこの格子基板を205〜300℃にて１〜60分
加熱した後、直ちに−10℃〜＋50℃で急冷し、そ
の後これを室温で時効硬化せしめることを特徴と
する鉛蓄電池用格子基板の製造方法。