DD264460A1

DD264460A1 - LEAD-ANTIMONY ALLOY

Info

Publication number: DD264460A1
Application number: DD30809387A
Authority: DD
Inventors: Volker Paetzold; Joachim Wagner; Henry Liebhold; Bruno Gessner
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blei-Antimon-Legierung mit herabgesetztem Antimongehalt, insbesondere fuer die Herstellung von Aktivmassetraegern in Bleiakkumulatoren. Die erfindungsgemaesse Blei-Antimon-Legierung besteht aus 0,5 bis 2,7 wB in % Antimon,0,02 bis 0,12 wB in % Arsen,0,015 bis 0,03 wB in % Selen,0,0015 bis 0,01 wB in % Nickel,Rest Blei.Die aus dieser Legierung hergestellten Aktivmassetraeger sind nicht rissanfaellig.The invention relates to a lead-antimony alloy with reduced antimony content, in particular for the production of active mass carriers in lead-acid batteries. The lead-antimony alloy according to the invention consists of 0.5 to 2.7 wB in% antimony, 0.02 to 0.12 wB in% arsenic, 0.015 to 0.03 wB in% selenium, 0.0015 to 0.01 wB in% nickel, remainder lead.The active mass carriers made from this alloy are not susceptible to cracking.

Description

besteht und der Rest Blei ist.exists and the rest is lead.

2. Blei-Antimon-Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verunreinigungsgehalte den bei der Herstellung der Legierung bedingten Gehalten entsprechen.2. lead-antimony alloy according to claim 1, characterized in that the impurity contents correspond to the conditions related to the production of the alloy contents.

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Bloi-Antimon-Legiorung mit herabgesetztem Antimongehalt, insbesondere für die Herstellung von Aktivmasseträgern in Bleiakkumulatoren.The invention relates to a Bloi-antimony Legiorung with reduced antimony content, in particular for the production of active mass carriers in lead-acid batteries.

Characteristic of the known state of the art

Blei-Antimon-Legierungen mit vermindertem Antimongehalt für den Einsatz in Bleiakkumulatoren, insbesondere in Starterbatterien für Verbrennungskraftmaschinen sind bekannt. Es ist auch bekannt, daß mit abnehmendem Antimongehalt in der Blei-Antimon-Legierung sich die Festigkeitseigenschaften und die Verarbeitbarkeit verschlechtern, dem wird durch Zusatz von weiteren Legierungselementen entgegengewirkt. So ist es zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit üblich, Kornfeinungsmittel anzuwenden, mit denen insbesondere die Warmrißanfälligkeit der antimonarmen Legierungen beseitigt wird.Lead-antimony alloys with reduced antimony content for use in lead-acid batteries, in particular in starter batteries for internal combustion engines are known. It is also known that with decreasing antimony content in the lead-antimony alloy, the strength properties and the processability deteriorate, which is counteracted by the addition of other alloying elements. Thus, it is common to improve the processability to use grain refining agents, which in particular the warm crack susceptibility of antimony-poor alloys is eliminated.

Bekanntgeworden sind Zusätze von Schwefel, mit dem eine Kornfeinung bei Legierungen mit relativ hohem Antimongehalt von 5% erreicht wird (GB-PS 622812).Additions of sulfur have become known, with which grain refining is achieved in alloys with a relatively high antimony content of 5% (GB-PS 622812).

Für Legierungen mit niedrigerem Antimongehalt unter 3,5% werdon Selenzusätze (DE-AS 2403849, DE-AS 2439729) oder auch Tellurzusätze (DE-OS 2337708) zum Zwecke der Kornfeinung angewendet. Bei größeren Gießgeschwindigkeiten und höheren Anforderungen an die Verarbeitbarkeit werden nach der DO-WP 209360 für ausreichende Wärmerißbeständigkeit und zur Vermeidung des Nachtropfens von Schmelze am Gießtopf zusätzlich zur Komfeinerung der Kupfer- und der Zinngehalt auf sehr kleine Werte begrenzt.For alloys with a lower antimony content of less than 3.5% selenium additives (DE-AS 2403849, DE-AS 2439729) or also tellurium additives (DE-OS 2337708) are used for the purpose of grain refining. At higher casting speeds and higher requirements on the processability, in addition to the refinement, the DO-WP 209360 limits the copper and tin content to very small values for sufficient heat-resistance and to prevent dripping of the melt on the casting pot.

Es sind auch Spurenzusätze von Aluminium und Silber für Blei-Antimon-Legierungen, die Cadmium enthalten, bekannt geworden (DE-OS 1812656), die ein feinkörnigos Gefüge besitzen, sowie auch Zusätze von Palladium zur Verbesserung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit (DE-OS 2103689).There are also trace additions of aluminum and silver for lead-antimony alloys containing cadmium, known (DE-OS 1812656), which have a feinkörnigos structure, as well as additions of palladium to improve the strength and corrosion resistance (DE-OS 2103689 ).

Diese Bleilegierungen haben jedoch für Al:tivmasseträger bei diesen kleinen Antimongehalten eine solche ungünstige Erstarrungstruktur, daß sie auf gießtechnischem Wege mit sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten und sehr hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten nicht verarbeitet werden können. Alle bekannten Legierungszusätze sind bei den hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten zur Vermeidung der Rißbildung unwirksam.However, these lead alloys have such an unfavorable solidification structure for aluminum mass carriers at these small antimony contents that they can not be processed by casting technology with very high production speeds and very high solidification rates. All known alloying additives are ineffective at the high solidification rates to avoid cracking.

Es sind zwar schon Blei-Legierungen, die Nickel entru Iten, bekannt, diese unterscheiden sich aber grundsätzlich von den Bleilegierungen, die bei der Herstellung von Aktivmasseträgern für Bleiakkumulatoren verwendet werden.Although lead alloys that entrain nickel are known, they are fundamentally different from the lead alloys used in the manufacture of active mass carriers for lead-acid batteries.

Im sogenannten „Edelblei" (W. Hofmann, Blei u. Bleilegierungen, Springer-Verlag 1962) bzw. in der DR PS 655572 wurden hohe Nickelzusätze /ur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit verwendet. Die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit in Schwofelsäure beruht auf der Bildung von Korrosionselementen auf der Bleioberfläche. Diese Eigenschaften der Korrosionselementbildung ist für die Anwendung als Akkugitterwerkstoff nachteilig und beeinträchtigt die Funktionsfähigkeit des Akkumulators.In the so-called "noble lead" (W. Hofmann, lead and lead alloys, Springer-Verlag 1962) and in the German patent PS 655572, high nickel additions were used to increase the corrosion resistance These properties of the formation of corrosion elements are disadvantageous for use as battery grid material and impair the functioning of the battery.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Aktivmasseträgern für Bleiakkumulatoren, die keine Rißbildung aufweisen und sich mit hoher Produktionsgeschwindigkeit, d. h. in hoher Gießfolge herstellen lassen.The aim of the invention is the production of Aktivmasseträgern for lead-acid batteries, which have no cracking and with high production speed, d. H. can be produced in high yield.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung lieg! die Aufgabe zugrunde, eine Blei-Antimon-Legierung für die Herstellung von Aktivmasseträrjern für Bleiakkumulatoren durch Gießen mit ungeschlichteten Kokillen zu entwickeln, die auch bei sehr hoher Erstarrungsgeschwindigkeit eine solche Erstarrungsstruktur besitzt, die eine Rißbildung verhindert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Blei-Antimon-Legierung bestehend ausThe invention is! the task of developing a lead-antimony alloy for the production of Aktivmasseträrjern for lead-acid batteries by casting with unglazed mold, which has such a solidification structure even at very high solidification rate, which prevents cracking. According to the invention the object is achieved in that a lead-antimony alloy consisting of

0,5 bis 2,7 w_B in % Antimon 0,02 bis 0,12 Wg in % Arsen 0,015 bis 0,030 Wa in % Selen und 0,0015 bis 0,01 w_B in % Nickel, Rest Blei0.5 to 2.7 w _B in% Antimony 0.02 to 0.12 Wg in% Arsenic 0.015 to 0.030 Wa in% selenium and 0.0015 to 0.01 w _B in% nickel, balance lead

zum Gießen von Aktivmasseträgern für Bleiakkumulatoren eingesetzt wird. Die Verunreinigungen liegen in den üblichen Gohalten vor.used for pouring active mass carriers for lead-acid batteries. The impurities are present in the usual Gohalten.

Es war nicht zu vermuten, daß Nickelzusätze unter 0,01 Ma.-% in Bioi-Antimonlegierungon bei hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten so in der Bleilegierung enthalten sind, daß sis keine Korrosionselemente bilden und unmittelbar an der Gußstückoberfläche eine globulitenförmige Dendritenstruktur, die nicht rißanfällig ist, bewirken.It was not to be presumed that nickel additions below 0.01 wt% in bio-antimony alloy clay are contained in the lead alloy at high solidification rates such that they do not form corrosion elements and cause a globular dendritic structure which is not susceptible to cracking immediately at the casting surface ,

Ausführungsbeispielembodiment

Als Ausführungsbeispiel wird eine Legierung mit folgender Zusammensetzung angeführt:As an exemplary embodiment, an alloy having the following composition is given:

2,05 w_B in % Antimon 0,078 W₈ in % Arsen 0,027 W₈ in % Selen 0,0028 W₈ in % Nickel2.05 w _B in% antimony 0.078 W ₈ in% arsenic 0.027 W ₈ in% selenium 0.0028 W ₈ in% nickel

Die Verunreinigungsgehalte entsprechen den bei der Herstellung der Legierung bedingten Gehalten. Mit dieser Legierung wurden gitterförmige Aktivmasseträger mit einer Dicke von 0,8mm in einer Stahlkokille abgegossen, deren Innenflächen unbedeckt verwendet wurden. Die Legierungsschmelze wurde ohne und auch mit geringem Überdruck in Abständen von 2 bis 4 Sekunden für jeden Gießl'ng eingefüllt, wobei völlig rißfreie Gitter erhalten wurden. Die Aktivmasseträger erhalten eine ausreichende Festigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit, so daß auf Grund des niedrigen Antimongehaltes in der Legierung aus ihnen weitgehend wartungsfreie Akkumulatoren mit hohen Lebensdauern hergestellt werden können.The impurity levels correspond to the levels required in the manufacture of the alloy. With this alloy latticed active mass carriers were poured with a thickness of 0.8 mm in a steel mold, the inner surfaces were used uncovered. The alloy melt was filled with no or even slight overpressure at intervals of 2 to 4 seconds for each casting, whereby completely crack-free lattices were obtained. The active mass carriers obtain sufficient strength and high corrosion resistance, so that due to the low antimony content in the alloy from them largely maintenance-free accumulators with high lifetimes can be produced.

Claims

1. Lead-antimony alloy for casting active mass carriers for lead-acid batteries, characterized by

that they are out

0.5 to 2.7% by weight of antimony,
0.02 to 0.12 W ₈ in% arsenic,
0.015 to 0.03 w _B in% selenium and
0.0015 to 0.01 W ₈ in% nickel