PT91773B

PT91773B - Processo para a preparacao de ligas de zinco para recipientes metalicos de pilhas electroquimicas

Info

Publication number: PT91773B
Application number: PT91773A
Authority: PT
Inventors: Andre Skenazi; Ivan Alphonse J Strauven; Michel Louis R M J Cauwe
Original assignee: Acec Union Miniere
Priority date: 1988-09-23
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 2001-05-31
Also published as: FI894390A7; ATE87668T1; DE68905732D1; FI894390L; BE1002507A3; YU182789A; PT91773A; FI894390A0; EP0360067B1; ZA897019B; ES2040426T3; PE4591A1; JPH0575813B2; GR920300041T1; US4952368A; JPH02129332A; DE68905732T2; EP0360067A1

Description

METALLURGIE HOBOKEN-OVERPELT

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE LIGAS DE ZINCO PARA RECIPIENTES METÁLICOS DE PILHAS ELECTROQUÍMICAS”

A presente invenção diz respeito a um processo para a preparação de ligas de zinco contendo chumbo para recipientes metálicos de pilhas electroquímicas.

Uma liga de zinco contendo chumbo conhecida, para recipientes metálicos de pilhas electroquímicas, contém além do zinco e das impurezas inevitáveis, 0,2 a 0,3% de chumbo e 0,05 a 0,07% de cádmio (por zinco entende-se aqui e no seguimento zinco refinado térmica ou electroliticamente, e por percentagem, a percentagem em peso). Esta liga conhecida tem o inconveniente de conter o elemento Cd, tóxico.

Uma outra liga de zinco contendo chumbo conhecida, para recipientes metálicos de pilhas electroquímicas contêm, além do zinco e as inevitáveis impurezas, apenas 0,4 a 0,8% de chumbo, Ê certo que esta liga não contêm cádmio, mas tem uma resistência mecânica menor do que a liga com cádmio, objectivo da presente invenção consiste em proporcionar ligas de zinco com chumbo para recipientes metálicos de pilhas que evitem os inconvenientes das ligas conhecidas até aqui e atrás mencionadas e que tenham além disso uma resistência mecânica mais elevada e uma melhor resistência à corrosão do que a liga conhecida que contêm Cd.

Para a preparação das ligas segundo a presente invenção misturam-se, além de zinco, 0,05 a 0,8 % de Ph e ou 0,005 a 1 % de Al e 0,0005-0,1 % de metais das terras raras (REIS), sendo REM um metal das terras raras ou uma mistura de metais das terras raras, ou 0,005 a 1 % de Mn ou 0,005 - 1,5 % de uma mistura de Al, RE® e Mn, contendo a liga resultante alêm disso as impurezas inevitáveis.

teor de chumbo deve ser de pelo menos 0,05 %; senão for, as ligas são demasiadamente quebradiças, dando origem a dificuldades quando do processamento, em particular quando se faz a laminagem da liga fundida para se obter uma tira e quando se faz a estampagem das peças preliminares para as cortar da referida tira (estas peças preliminares sao depois extrudidas para se obter os recipientes metálicos) . 0 teor de chumbo ê de preferência pelo menos igual a 0,15 %· 0 teor de chumbo não deve excender 0,8 %; para teores de chumbo mais elevados, a resistência mecânica é insuficiente e surgem problemas de corrosão. 0 teor de chumbo mais preferido ê de 0,2 a 0,3 %·

Quando não estiver presente qualquer manganês, o teor de alúminio será pelo menos de 0,005 % e o teor de RE® pelo menos de 0,0005 %; caso contrário são insuficientes a resistência mecânica e a resistência à corrosão. Mas o teor de alumínio não deve exceder 1 %, visto que, para valores mais elevados, se forma uma estrutura com duas fases, que fica sujeita à corrosão intergranular, na presença do

chumbo. 0 teor de REM não excede 0,1 %, pela simples razão de que a grande afinidade dos metais das terras raras para o oxigénio torna muito dificil obter teores mais elevados; além disso, os teores mais elevados diminuiriam a resistência mecânica da liga. 0 teor de alumínio ê de preferência igual a 0,01 - 0,1 % e o teor deEEM 0,001 - 0,01 %.

Ra ausência de Al e REM, o teor de manganês deve ser pelo menos de 0,005 %, caso contrário a resistência mecânica e a resistência à corrosão seriam insuficientes.

teor de manganês não deve exceder 1 %, visto que, para teores de manganês mais elevados, formam-se compostos intermetálicos Zn-Mn, que podem produzir fendas quando se faz a laminagem das ligas. 0 teor de manganês ê de preferência de 0,01 - 0,1 %.

Se estiverem presentes simultaneamente alumínio, REM e manganês, o seu teor total deve ser pelo menos 0,005 % para garantir uma resistência mecânica e uma resistência à corrosão suficientes. 0 seu teor total não deve exceder 1,5 % para evitar problemas de fissuração quando da laminagem e/ou corrosão intergranular. A razão atómica Al:Mn é de preferência de 0,3 - 10 e a razão atómica A1:REM de 30 a 200. 0 teor total de alumínio, REM e manganês ê de preferência de 0,01 - 0,1 %.

REM pode ser qualquer metal das terras raras, tal como, por exemplo o La ou o Oe, ou qualquer mistura de metais das terras raras, por exemplo uma mistura de La e Ge. Ror razões de economia ZAM ê de preferência misch metal”, uma liga com cerca de 45% de Ce, 45 % de La e 10 % de outros metais das terras raras.

- 4 As vantagens das ligas segundo a presente invenção estão ilustradas pela desorição seguinte de um ensaio comparativo.

Prepararam-se quatro ligas, cujas composições são as seguintes:

(1) Zn-0,22% de Pb - 0,043% de Al - 0,001% de Ge - 0,001% de La (2) Zn - 0,28% de Pb - 0,036% de Mn (3) Zn - 0,23% de Pb - 0,059% de Cd (4) Zn - 0,41% de Pb

As ligas (1) e (2) são ligas segundo a presente invenção, enquanto as ligas (3) θ (4) pertencem ao estado da técnica atrás discutido.

zinco usado para a preparação das ligas foi sempre zinco refinado termicamente e para a liga (1) utilizou-se uma liga padrão de alumínio com 4% de La e 4% de Ce.

As ligas foram processadas para obter os recipientes metálicos numa unidade industrial, pelo processo tradicional: o material vazado foi laminado para a obtenção de tiras, nas quais se cortaram por estampagem peças preliminares hexagonais, e as peças preliminares foram extrudidas para se obter os recipientes metálicos. Produziram-se por este processo 150 recipientes metálicos a partir de cada uma das ligas.

p

A resistência à tracção (kg/mm ) foi determinada por um ensaio de tracção: cortaram-se pedaços da parede /

ζ do recipiente para o ensaio de tracção; para os ensaios tomaram-se 10 espécimes na direcção da extrusao (A) e 10 perpendiculares à direcção de extrusão (B). A velocidade de estiramento foi de 1 cm/minuto.

comportamento relativo à corrosão num electrôlito Leclanehé típico foi avaliado da seguinte maneira: a densidade de corrente de corrosão (l_corr 10 pA/cm ) foi determinada por meio da linha anódica TAFBL e a determinação do potencial de corrosão, começando no valor beta de 30 mV/d£ cada. Sa literatura o referido valor ê de facto considerado representativo para o zinco e as ligas de zinco. Para registar as linhas TAPSL, utilizou-se uma fatia retirada do fundo do recipiente. Os ensaios foram conduzidos de maneira estacionária, hem como um eléctrodo de disco rotativo. A velocidade de varrimento foi de 1 mV/s. Para cada liga fizeram-se três medições estacionárias e três a 1 000 r.p.m.

Os resultados das várias medições estão resumidos no quadro seguinte.

Quadro

Liga	Resistência à tracção	^corr
A	B	0 rpm	1 000 rpm
(1)	17,4	16,1	2	2
(2)	19,0	16,7	2	1
(3)	16,6	15,0	4	3
(4)	14,9	14,1	3	2,5

- β Do quadro resulta que, quer a resistência mecânica, quer a resistência à corrosão das ligas (1) e (2) segundo a presente invenção são marcadamente melhores que as das ligas (3) θ (4) do estado actual da técnica.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. - Processo para a preparação de ligas de zinco contendo chumbo para recipientes metálicos de pilhas electroquímicas, caracterizado pelo facto de se misturar zinco com 0,05 a 0,8 % de chumbo e ou 0,005 a 1 % de Al e 0,0005 a 0,1 % de REM, designando

REM um metal das terras raras ou uma mistura de metais das terras raras ou 0,005 a 1 % de Mn ou 0,005 a ,1,5 % de uma mistura de Al, REM e Mn, contendo a liga resultante além disso as inevitáveis impurezas.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se incluir pelo menos 0,15 % de Pb.
3. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por se incluir 0,2 a 0,3 % de Pb.
4.

-84. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por se incluir além de Zn e PB, 0,01 a 1 % de Al e 0,001 a 0,01 % de REM, contendo a liga obtida as impurezas inevitã veis.
5. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, aracterizado por a liga obtida conter, além de Zn, Pb e as impurezas inevitáveis, 0,01 a 0,1 % de Mn.
6. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por a liga obtida conter Al, REM e Mn e por a relação atómica Al:Mn estar compreendida entre 0,3 e 10 e a relação atómica AlzREM ir de 30 a 200.
7. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 ou 6, caracterizada por o teor total de Al, REM e Mn estar compreendido entre 0,01 e 0,1 %.
8. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por REM ser um metal misto.
9. - Processo para a preparação de um material fundido para ser transformado em recipientes metálicos para pilhas electro químicas, caracterizado por se submeter uma liga obtida pelo processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores a uma operação de fusão.
10.- Tira laminada para a obtenção de peças estampadas, caracterizado por ser constituída por uma liga obtida pelo proces so de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8 que foi submetida a uma operação de laminagem.
11. - Peça preliminar estampada para ser extrudida para se obter um recipiente metálico para uma pilha, caracterizada por ser constituída por uma liga obtida pelo processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8 que foi submetida a uma operaçao de estampagem.
12. - Recipiente metálico para uma pilha electroquímica, caracterizada por ser constituído por uma liga de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8,