DE2611575A1

DE2611575A1 - Blei-calcium-knetlegierung

Info

Publication number: DE2611575A1
Application number: DE19762611575
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Dr Heubner; Friedrich Dipl Chem Dr Petter
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1977-09-29

Description

Blei-Calc7um-Knetlegierung
Gegenstand der Erfindung ist eine Blei-Calcium=Knet legierung mit 0,05 bis 0,1 Gew % Calcium für die Herstellung von Gittern für Bleiakkumulatoren.
Neben der Entwicklung von antirnonarmen Blei legierungen für die Herstellung von Blei akkumulatoren ist in den letzten Jahren das Interesse an Blei-Calcium- Legierungen für die Herstellung von Akkumulatorengittern gewachsen 5 da die damit ausgerüsteten Akkuiriulatoren praktisch wartungsfrei sind und das Calcium in dieser Legierung eine Komponente darstellt, die das Blei härte, günstig im Preis ist und auch unbegrenzt zur Verfügung steht.
Aufgrund des relativ hohen Schmelzpunktes von Calcium gegenüber Blei und seiner hohen Reaktionsfähigkeit mit der Luft, ist es erforderlich, daß das Calcium in Form einer Vorlegierung der Bleischmelze zugeführt wird.
Die mechanischen Eigenschaften von Blei-Calcium-Legierungen hängen vom Calciumgehalt, von den Kühlbedingungen nach dem Gießen und vom Altern ab. Schnelles Abkühlen bewirkt einen bedeutenden Anstieg der Härte. Bei luftgekühlten Probekörpern liegt das Härtemaximum bei einem Calciumgehalt von 0,085 Gew.%, während das Härtemaximum von abgeschreckten Proben bei einem Calcimgehalt von 0,13 Gew.% erreicht wird, wobei die Härte, im ersten Fall bei ca.d 10 kp/mm² und im zweiten Fall bei ca.
15 kp/mm² liegt (Metall 30 (1938), Seiten 419 bis 422) Bekannt ist auch, daß die Anfangsestigkeit, Cl,h. die Festigkeit während der ersten Minuten der Aushärtung der eingangs genannten Blei-Calcium-Legierung durch den zusatz von 150 bis 550 ppm Wismut verbessert werden kann Diese Anfangsfestigkeit ist wichtig für eine erfolgreiche Behandlung der Gitterplatten bis zu und während des Auftragens der Füllrnasse, da durch die Zugabe von Wismut in den angegebenen Grenzen eine Beschleunigung der Aushärtung eintritt.
Die aus Blei-Calciuin-Legierungen im Schwerkraftkokillenw guß hergestellten Akkumulatorengitter besitzen eine relativ geringe Festigkeit, die deren Bearbeitung beim Abbrechen der Angüsse, beim Weitertransport und beim Auftragen der Füllmasse schwierig gestaltet.
Aus diesem Grund sind in der BE-PS 786 140 vergleichsweise harte Blei-Calcium- und Blei-Calcium-Zinn-Knetlegierungen vorgesehen, die dadurch hergestellt werden können, daß eine Bleilegierung gegossen wird, die einen Calciumgehalt von ungefähr 0,02 bis ungefähr 0,1 Gew.% und vorzugsweise einen solchen Zinngehalt hat, daß das Zinn-Calcium-Gewichtsverhältnis oder der relative Zinnanteil ab etwa 5 : 1 bis 10 : 1 und vorzugsweise mehr als 10 : 1 bis ungefähr 150 : 1, bei besonders bevorzugten Legierungen zwischen etwa 16 : 1 beträgt, mit der Maßgabe, daß der absolute Zinngehalt von etwa 0,3 bis etwa 3,0 und vorzugsweise zwischen 0,6 und etwa 2.0 Gew. % beträgt. anac wird die gegossene Legierung zu einer Zeit bearbeitet oder verformt die innerhalb eines begrenzten Zeitraums nach de Gießen liegt, nämlich ungefähr 8 Stunde für die Blei-Caclium-Legierungeno etwa 8 Stunden für die Blei-Calcium-Zinn-Legierungen mit einem Zinn-Calcium-Gewichtsverhältnis von etwa 5 @ 1 bis 10 . 1, und etwa 7 Tage für die BleiCalciumZinn Legierungen mit einem Zinn-CalciumGewi chtsverhä ltnis von mehr als 10 . 1 bis etwa 150 1 Jedoch sind auch solche Knetlegierungen zu weich, um darauf die Füllmasse problemlos auftragen zu können, insbesondere, da die aushärtende Wirkung des Calciums durch dessen maximale Löslichkeit im Blei begrenzt ist, wie aus vorstehenden Angaben entnommen werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Festigkeit der Blei-Calcium-Knetlegierung der eingangs genannten Art zu verbessern, ohne die günstigen mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften in irgendeiner; Weise zu beeinträchtigen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Blei-Calcium-Knetlegierung mit 0,05 bis 0,1 Gew.% Calcium erfindungsgemäß noch mehr; als 0,05 bis 0,5 Gew.% Barium zulegiert sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Blei-Calcium-Knetlegierung neben Barium noch 0,005 bis 0,05 Gew.% Lithium und/oder größer 0,015 bis 0,1 Gew.% Wismut enthält.
Aus der US-PS 21 70 650 ist zwar eine Blei-Calcium-Legierung mit 0,01. bis 0,15 % Calcium und 0,005 bis 0,05 % Barium, Rest Blei, für die Herstellung gegossener Gitter für B leiakkumu latoren bekannt die jedoch als Gußwerkstoffe einen ungünstigen Korrosion widerstand und infolge des niedrigen Barjuingehaltes eine noch niedrigere Festigkeit aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher und beispielhaft erläutert: Es wurden, wie in der folgenden Tabelle im einzelnen dargestellt, fünf BIeiCalcium-Knetlegierungen, von denen die ersten beiden Legierungen zum Stand der Technik gehören, an 1 mm Dicke gewalzt und dann die Härte der hergestellten Bleche gemessen.
Anschließend wurden die Bleche in einer elementartigen Anordnung in Akkumulatorensäure 30 Tage lang tagsüber mit 0,2 A aufgeladen und nachts mit 0,02 bis 0,001 A entladen Danach wurde die mittlere Gewichtsabnahme nach dem Abbeizen der bei der Korrosion entstandenen Pb02-Schicht ermittelt Legierung Härte Korrosions-(Gew.%) HV1 (kp/mm²) verlust (g/m²) 1) Pb-0,08Ca 5,4 718 2) Pb-0,08Cal,OSn 6,2 844 3) Pb-0,08CaO,lBa 11,3 568 4) Pb-0,08Ca0,1Ba0,01Li 11,7 610 5) Pb-0,08CaO, 1BaO, 01LiO, O,05Bi 14,1 648 Ein Vergleich der Meßwerte zeigt, daß durch den Zusatz von Barium in den angegebenen Grenzen zu der Blei- Cal cium-Kn etlegierung eine wesentliche Erhöhung der Härte und damit auch der Pestigkeit bewirkt wird.
Eine weitere Härtesteigerung ist durch die Zusätze Lithium und Wismut in den angegebenen Grenzen möglich.
im Übrigen zeigt sich, daß auch der Korrosionsverlust der erfindungsgemäßen Legierungszusammensetzung geringer als bei den zum Stand der Technik gehörenden Blei-CalciumKnetlegierungen ist. Patentansprüche

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1) blei-Calcium-Knetlegierung mit 0,05 bis 0,## Gew. % Calcium für die Herstellung von Gittern für Bleiakkumulatoren , gekennzeichnet durch einen Gehalt von mehr als O,O bis 0 5 Gew, % Barium.
2) Blei-Calcium-Knetlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 05005 bis 0,05 Gew.% Lithium.
3) Blei-Calcium-Knetlegierung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt von größer 0,015 bis 0,1 Gew. % Wismut.