JPS6127451B2 - - Google Patents
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- JPS6127451B2 JPS6127451B2 JP56191492A JP19149281A JPS6127451B2 JP S6127451 B2 JPS6127451 B2 JP S6127451B2 JP 56191492 A JP56191492 A JP 56191492A JP 19149281 A JP19149281 A JP 19149281A JP S6127451 B2 JPS6127451 B2 JP S6127451B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明は、鉛合金、特に鉛蓄電池用鉛合金の製
造法に関するもので、鉛合金より高融点の金属間
化合物の生成による偏析を抑制し、品質の一定な
鉛合金を提供するものである。 鉛合金には固溶体、共晶などいくつかの結晶構
造を有したものがあり、またこれらの成分は単体
金属の合金もあれば、添加元素と鉛、あるいは添
加元素同志が金属間化合物を生成し、これらと単
体金属との間で合金化するものもある。これらの
合金はいずれにしても均一に合金化することが好
ましい。特に金属間化合物を生成する場合、溶融
温度、冷却速度などによりその生成状態が異な
り、いわゆる偏析する割合が大きくなることがあ
る。偏析を起こすと、腐食性、機械的強度が劣化
し、またこれらの鉛合金を鉛蓄電池に使用する場
合は構成成分の溶出が激しくなつたりして電池性
能に悪影響を及ぼすことがある。さらに偏析を起
こすと焼け現象も多くなるなどの欠点がある。 従来の鉛合金の製造法は、純鉛より融点の高い
金属間化合物を生成する合金においては、通常、
これらの添加成分を同時に混合するか、あるは酸
化しやすい金属についてはあらかじめ鉛との合金
を作製しておき、これらを鉛中に添加する方法を
採つていた。即ち、合金の溶融温度は鋳造などに
適した温度とし、酸化防止などのため極端に高く
していない。従つて、金属間化合物は、このよう
な比較的低い温度で生成することになり、上記の
ような偏析が起こりやすい。またこれらの合金成
分を同時に添加すると、金属間化合物を生成する
金属が鉛などの他の金属と先に合金化してしま
い、充分な量の金属間化合物が生成しにくく、偏
析あるいはロツト間の品質のバラツキの原因にな
つていた。 上記のように、通常鉛合金を製造する際には、
その鉛合金の溶融温度は作業性、成分安定性（酸
化防止対策）、鋳物の機械的性質あるいは熱エネ
ルギーの損失などのため、550℃以下にされてい
る。従来のPb―Sb―As系合金などにおいては、
通常450℃付近である。この状態では先に示した
ように合金に金属間化合物を生成するようなもの
は不安定になる。 本発明は、鉛より高融点の金属間化合物を生成
する元素を含有する鉛合金において、あらかじめ
金属間化合物を所定の温度で作製しておき、これ
を通常の溶融温度を有した鉛あるいは鉛合金中に
添加して合金化することにより、上記の欠点を改
善し、偏析の抑制された、品質の一定な鉛合金を
提供するものである。 ここにおいて、金属間化合物を構成する元素の
少なくとも１種を、金属間化合物を生成する比率
より高くすることができ、この場合、その元素は
鉛と合金化し、この合金中に金属間化合物を添加
することができる。 こうして得られた鉛合金は、添加元素の金属間
化合物と添加元素の固溶体との混合組織から構成
される。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １ Pb―Sn―As合金の例である。錫とヒ素は金属
間化合物Sn3As2，SnAsを生成し、これらの融点
は580〜605℃である。すなわち、錫とヒ素との金
属間化合物は605℃以上で溶解することになる。 そこで、70重量部（以下単に部という）の金属
錫を605℃以上に加熱て溶融し、これに30部のヒ
素を添加し、混合した後直ちに冷却した。さらに
同じ条件下で錫80部とヒ素20部からなる試料及び
錫50部とヒ素50部からなる試料を作成した。これ
らのSn―As合金と、鉛、Pb―As合金、Pb―Sn
合金、錫、ヒ素とを第１表に示すような割合で混
合し、450℃に加熱溶融し、150℃の鋳型で平板を
鋳造し、冷却後、抗折力と酸化腐食減量を測定し
た。 抗折力については抗折力測定器を使用し、酸化
腐食減量は、10mA/cm2の電流密度で連続酸化
し、全通電量が2000mAh/cm2になつた時点で通電
を停止し、水洗後、アルカリ―マニトール浴中で
酸化物を除去し、水洗、乾燥し、酸化前の重量に
対し、酸化後の重量から酸化腐食減量を求めた。
これらの測定結果から測定数100中の平均値に対
する最大値と最小値の差を平均値に対する百分率
で第１表に示す。なお第１表において、No.7の
合金は従来法より製造したものである。
造法に関するもので、鉛合金より高融点の金属間
化合物の生成による偏析を抑制し、品質の一定な
鉛合金を提供するものである。 鉛合金には固溶体、共晶などいくつかの結晶構
造を有したものがあり、またこれらの成分は単体
金属の合金もあれば、添加元素と鉛、あるいは添
加元素同志が金属間化合物を生成し、これらと単
体金属との間で合金化するものもある。これらの
合金はいずれにしても均一に合金化することが好
ましい。特に金属間化合物を生成する場合、溶融
温度、冷却速度などによりその生成状態が異な
り、いわゆる偏析する割合が大きくなることがあ
る。偏析を起こすと、腐食性、機械的強度が劣化
し、またこれらの鉛合金を鉛蓄電池に使用する場
合は構成成分の溶出が激しくなつたりして電池性
能に悪影響を及ぼすことがある。さらに偏析を起
こすと焼け現象も多くなるなどの欠点がある。 従来の鉛合金の製造法は、純鉛より融点の高い
金属間化合物を生成する合金においては、通常、
これらの添加成分を同時に混合するか、あるは酸
化しやすい金属についてはあらかじめ鉛との合金
を作製しておき、これらを鉛中に添加する方法を
採つていた。即ち、合金の溶融温度は鋳造などに
適した温度とし、酸化防止などのため極端に高く
していない。従つて、金属間化合物は、このよう
な比較的低い温度で生成することになり、上記の
ような偏析が起こりやすい。またこれらの合金成
分を同時に添加すると、金属間化合物を生成する
金属が鉛などの他の金属と先に合金化してしま
い、充分な量の金属間化合物が生成しにくく、偏
析あるいはロツト間の品質のバラツキの原因にな
つていた。 上記のように、通常鉛合金を製造する際には、
その鉛合金の溶融温度は作業性、成分安定性（酸
化防止対策）、鋳物の機械的性質あるいは熱エネ
ルギーの損失などのため、550℃以下にされてい
る。従来のPb―Sb―As系合金などにおいては、
通常450℃付近である。この状態では先に示した
ように合金に金属間化合物を生成するようなもの
は不安定になる。 本発明は、鉛より高融点の金属間化合物を生成
する元素を含有する鉛合金において、あらかじめ
金属間化合物を所定の温度で作製しておき、これ
を通常の溶融温度を有した鉛あるいは鉛合金中に
添加して合金化することにより、上記の欠点を改
善し、偏析の抑制された、品質の一定な鉛合金を
提供するものである。 ここにおいて、金属間化合物を構成する元素の
少なくとも１種を、金属間化合物を生成する比率
より高くすることができ、この場合、その元素は
鉛と合金化し、この合金中に金属間化合物を添加
することができる。 こうして得られた鉛合金は、添加元素の金属間
化合物と添加元素の固溶体との混合組織から構成
される。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １ Pb―Sn―As合金の例である。錫とヒ素は金属
間化合物Sn3As2，SnAsを生成し、これらの融点
は580〜605℃である。すなわち、錫とヒ素との金
属間化合物は605℃以上で溶解することになる。 そこで、70重量部（以下単に部という）の金属
錫を605℃以上に加熱て溶融し、これに30部のヒ
素を添加し、混合した後直ちに冷却した。さらに
同じ条件下で錫80部とヒ素20部からなる試料及び
錫50部とヒ素50部からなる試料を作成した。これ
らのSn―As合金と、鉛、Pb―As合金、Pb―Sn
合金、錫、ヒ素とを第１表に示すような割合で混
合し、450℃に加熱溶融し、150℃の鋳型で平板を
鋳造し、冷却後、抗折力と酸化腐食減量を測定し
た。 抗折力については抗折力測定器を使用し、酸化
腐食減量は、10mA/cm2の電流密度で連続酸化
し、全通電量が2000mAh/cm2になつた時点で通電
を停止し、水洗後、アルカリ―マニトール浴中で
酸化物を除去し、水洗、乾燥し、酸化前の重量に
対し、酸化後の重量から酸化腐食減量を求めた。
これらの測定結果から測定数100中の平均値に対
する最大値と最小値の差を平均値に対する百分率
で第１表に示す。なお第１表において、No.7の
合金は従来法より製造したものである。
【表】
第１表から、本発明による合金は、抗折力、酸
化減量ともそのバラツキは従来品に比較して小さ
くなつていることがわかる。 これらの合金の偏析状態をＸ線マイクロアナラ
イザーにより解析した結果、SnおよびAsについ
ての分布ピークにおいて、No.7の合金はそのピ
ークの間隔がバラツイていることも判明した。 実施例 ２ Pb―Ca―Sn合金の例である。カルシウムと錫
との金属間化合物は、融点約630℃のCaSn3、約
990℃のCaSn、約1120℃のCa2Snがある。実用的
見地から考えると、錫の溶融点が比較的低温であ
ること、およびカルシウムが酸化しやすいことな
どから、金属間化合物はCaSn3が好都合である。
この合金の重量割合は錫90部、カルシウム10部に
相当する。まず金属錫を非酸化性雰囲気中で約
650℃に加熱し溶融し、これに金属カルシウムを
添加してSn―Ca合金をつくつた。なおカルシウ
ムの合金化法には、この他に溶融塩電解法、ある
いはカルシウム化合物を還元する方法などがあ
る。 このSn―Ca合金と鉛などとを第２表の配合割
合でで混合してPb―Sn―Ca合金をつくり、実施
例１と同じ手順で評価した結果を第２表に示す。
化減量ともそのバラツキは従来品に比較して小さ
くなつていることがわかる。 これらの合金の偏析状態をＸ線マイクロアナラ
イザーにより解析した結果、SnおよびAsについ
ての分布ピークにおいて、No.7の合金はそのピ
ークの間隔がバラツイていることも判明した。 実施例 ２ Pb―Ca―Sn合金の例である。カルシウムと錫
との金属間化合物は、融点約630℃のCaSn3、約
990℃のCaSn、約1120℃のCa2Snがある。実用的
見地から考えると、錫の溶融点が比較的低温であ
ること、およびカルシウムが酸化しやすいことな
どから、金属間化合物はCaSn3が好都合である。
この合金の重量割合は錫90部、カルシウム10部に
相当する。まず金属錫を非酸化性雰囲気中で約
650℃に加熱し溶融し、これに金属カルシウムを
添加してSn―Ca合金をつくつた。なおカルシウ
ムの合金化法には、この他に溶融塩電解法、ある
いはカルシウム化合物を還元する方法などがあ
る。 このSn―Ca合金と鉛などとを第２表の配合割
合でで混合してPb―Sn―Ca合金をつくり、実施
例１と同じ手順で評価した結果を第２表に示す。
【表】
本発明による合金は、抗折力、酸化減量いずれ
も従来品よりバラツキが小さい。 実施例 ３ Pb―Cd―Sb合金の例である。金属間化合物
CdSbは約450〜470℃で溶融する。この温度は鉛
蓄電池用鉛合金格子の鋳造時の合金溶融温度に近
い。即ちPb―Cd―Sb合金を格子に使用する場
合、通常の方法でもこの温度領域になりうること
を示している。しかしカドミウムおよびアンチモ
ンはともに鉛と容易に合金化しやすい金属であ
り、Pb，Cd，Sbの三者を同時に溶融した場合
CdSbなる金属間化合物の生成割合は、その時の
条件が変化する毎に変化する。即ち格子鋳造後の
バラツキが大きくなる傾向がある。このような合
金においても本発明の方法は有効である。 第３表にPb―Cd―Sb合金の製造に用いた材料
の配合割合と得られた合金の抗折力と酸化腐食減
量のバラツキの程度の結果の例を示す。なお評価
方法は前記と同じである。
も従来品よりバラツキが小さい。 実施例 ３ Pb―Cd―Sb合金の例である。金属間化合物
CdSbは約450〜470℃で溶融する。この温度は鉛
蓄電池用鉛合金格子の鋳造時の合金溶融温度に近
い。即ちPb―Cd―Sb合金を格子に使用する場
合、通常の方法でもこの温度領域になりうること
を示している。しかしカドミウムおよびアンチモ
ンはともに鉛と容易に合金化しやすい金属であ
り、Pb，Cd，Sbの三者を同時に溶融した場合
CdSbなる金属間化合物の生成割合は、その時の
条件が変化する毎に変化する。即ち格子鋳造後の
バラツキが大きくなる傾向がある。このような合
金においても本発明の方法は有効である。 第３表にPb―Cd―Sb合金の製造に用いた材料
の配合割合と得られた合金の抗折力と酸化腐食減
量のバラツキの程度の結果の例を示す。なお評価
方法は前記と同じである。
【表】
第３表から金属間化合物の融点の低い合金にお
いても、あるかじめ金属間化合物を生成させた合
金、鉛あるいは鉛合金中に添加して合金化する
と、合金のバラツキ、特に抗折力と酸化腐食減量
のバラツキが少なくなることが明らかである。 以上の実施例では３元合金について示したが、
４元以上の合金あるいは２種以上の添加元素が金
属間化合物を生成するような合金においても同様
な効果がある。 以上のように、本発明によれば、抗折力、酸化
腐食減量など品質のバラツキの少ない安定した合
金を得ることができる。
いても、あるかじめ金属間化合物を生成させた合
金、鉛あるいは鉛合金中に添加して合金化する
と、合金のバラツキ、特に抗折力と酸化腐食減量
のバラツキが少なくなることが明らかである。 以上の実施例では３元合金について示したが、
４元以上の合金あるいは２種以上の添加元素が金
属間化合物を生成するような合金においても同様
な効果がある。 以上のように、本発明によれば、抗折力、酸化
腐食減量など品質のバラツキの少ない安定した合
金を得ることができる。
Claims (1)
- １ 鉛と合金化する少なくとも１種の元素と、前
記の元素と化合して純鉛より融点の高い金属間化
合物を生成する少なくとも１種の元素とを含む鉛
合金の製造法であつて、あらかじめ前記の金属間
化合物を主体として合金をつくり、これを鉛もし
くは鉛合金に添加して所定の組成の鉛合金を得る
ことを特徴とする鉛合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191492A JPS5893832A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 鉛合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191492A JPS5893832A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 鉛合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893832A JPS5893832A (ja) | 1983-06-03 |
| JPS6127451B2 true JPS6127451B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=16275537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56191492A Granted JPS5893832A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 鉛合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893832A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224137A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池用鉛基合金の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515214A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor intergrated circuit |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP56191492A patent/JPS5893832A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515214A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor intergrated circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5893832A (ja) | 1983-06-03 |
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