PL221353B1

PL221353B1 - Lead alloy

Info

Publication number: PL221353B1
Application number: PL398355A
Authority: PL
Inventors: Ludwik Ciura; Jan Wesołowski
Original assignee: Inst Metali Nieżelaznych
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2016-03-31
Also published as: PL398355A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest stop ołowiu przeznaczony zwłaszcza do wytwarzania kratek akumulatorowych, używanych następnie do wyrobu bezobsługowych akumulatorów kwasowych.The subject of the invention is a lead alloy intended, in particular, for the production of battery grids, which are then used for the production of maintenance-free acid batteries.

Z grupy stopów o małej zawartości antymonu z brytyjskiego opisu patentowego nr 622 512 znany jest stop ołowiu o zawartości 1-5% antymonu z dodatkiem 0,005-0,5% selenu. Kratki akumulatorowe z tego stopu są zbyt miękkie i dlatego nie nadają się do dalszej przeróbki na gotowe płyty akumulatorowe.From the group of low antimony alloys of British Patent No. 622,512 a lead alloy containing 1-5% antimony with the addition of 0.005-0.5% selenium is known. Battery grilles made of this alloy are too soft and therefore not suitable for further processing into finished battery plates.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1105548 znane są stopy ołowiu nie zawierające antymonu, a składające się z telluru, srebra i arsenu. Stopy takie są na ogół również zbyt miękkie i dlatego nie znajdują zastosowania w technice akumulatorowej.British Patent No. 1,105,548 describes lead alloys which do not contain antimony and are composed of tellurium, silver and arsenic. Such alloys are generally also too soft and are therefore not suitable for battery technology.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 84137 stop ołowiu do kratek akumulatorowych zawierający wagowo: 1,0-3,5% Sb, 0,025-0,2% As, 0,005-0,1% Se, 0,01-0,05% Sn, resztę stanowi ołów. Z tej samej publikacji znany jest stop o składzie podanym wagowo: 1,5-3,5% Sb, 0,025 -0,2% As, 0,01-0,1% Se, 0,01-0,05% Sn, 0,025-0,1% Ag, reszta Pb. Jego niedogodnością jest największa różnica temperatury pomiędzy likwidusem a solidusem dla podeutektycznych stopów Pb-Sb. W takich warunkach występuje duża skłonność do formowania niekorzystnej budowy dendrytycznej odlanych kratek. Istnieje zatem duże zagrożenie nieotrzymania spójnych odlewów, zwłaszcza w rejonach zwiększonego przekroju poprzecznego kratek.There is also known from the Polish patent description No. 84137 a lead alloy for battery grilles containing by weight: 1.0-3.5% Sb, 0.025-0.2% As, 0.005-0.1% Se, 0.01-0.05 % Sn, the rest is lead. The same publication discloses an alloy with the composition given by weight: 1.5-3.5% Sb, 0.025 -0.2% As, 0.01-0.1% Se, 0.01-0.05% Sn, 0.025-0.1% Ag, the rest Pb. Its disadvantage is the greatest temperature difference between liquidus and solidus for hypoeutectic Pb-Sb alloys. Under such conditions, there is a great tendency to form an unfavorable dendritic structure of cast grids. Therefore, there is a great risk of not obtaining coherent castings, especially in the areas of increased cross-section of the grates.

Z polskiego opisu patentowego nr 160 783 znany jest stop ołowiu zawierający wagowo: 0,04 -0,06% Se, 0,3-2,0% Sb, 0,1-0,5% Sn, 0,001-0,003% Ag, 0,05-0,07% Cu, 0,04-0,07% Bi oraz 0,002-0,01% Ge, resztę stanowi Pb. Ogólna ilość zanieczyszczeń nie przekracza 0,03%. Stop umożliwia otrzymanie kratek akumulatorowych pozbawionych struktury dendrytycznej, o drobnym ziarnie nie przekraczającym 40 μm i twardości co najmniej 10-12 HB.The Polish patent specification No. 160,783 describes a lead alloy containing by weight: 0.04-0.06% Se, 0.3-2.0% Sb, 0.1-0.5% Sn, 0.001-0.003% Ag, 0.05-0.07% Cu, 0.04-0.07% Bi and 0.002-0.01% Ge, the rest being Pb. The total amount of impurities does not exceed 0.03%. The alloy makes it possible to obtain battery grids without a dendritic structure, with a fine grain not exceeding 40 μm and a hardness of at least 10-12 HB.

Z polskiego opisu patentowego nr 160 784 znany jest stop ołowiu zawierający wagowo: 0,02 -0,06% Se, 0,3-2,0% Sb, 0,1-0,5% Sn, 0,001-0,003% Ag, 0,05-0,07% Cu, 0,04-0,07% Bi, 0,002 -0,01% Ge oraz 0,01-0,03% S, przy czym S jest w postaci związków międzymetalicznych Cu₂S i/lub PbS, resztę stanowi Pb oraz dopuszczalne zanieczyszczenia metaliczne. Ogólna ilość zanieczyszczeń nie powinna przekraczać 0,03%. Stop według wynalazku umożliwia wytworzenie spójnych kratek akumulatorowych o twardości co najmniej 10 HB, pozwalających na wyprodukowanie akumulatorów, w których zużycie wody nie może być większe niż 6 g/Ah pojemności znamionowej podczas ładowania stałym napięciem 14,4 ± 0,05 V przez 500 h.The Polish patent specification No. 160,784 describes a lead alloy containing by weight: 0.02 -0.06% Se, 0.3-2.0% Sb, 0.1-0.5% Sn, 0.001-0.003% Ag, 0.05-0.07% Cu, 0.04-0.07% Bi, 0.002 -0.01% Ge and 0.01-0.03% S, where S is in the form of intermetallic compounds Cu ₂ S and / or PbS, the rest are Pb and acceptable metallic impurities. The total amount of impurities should not exceed 0.03%. The alloy according to the invention makes it possible to produce consistent battery grids with a hardness of at least 10 HB, allowing the production of batteries in which the water consumption cannot exceed 6 g / Ah of the rated capacity during charging with a constant voltage of 14.4 ± 0.05 V for 500 h .

Z opisu patentu Stanów Zjednoczonych nr 4 725 404 znany jest stop ołowiu z wapniem, który zawiera wagowo: 0,005-1,0% Ca, 0,0005-5% S, 0,0005-5% Cu, 0,01-5,0% Sn.From United States Patent No. 4,725,404, a lead-calcium alloy is known, which contains by weight: 0.005-1.0% Ca, 0.0005-5% S, 0.0005-5% Cu, 0.01-5, 0% Sn.

Niedogodności znanych stopów ołowiu eliminuje rozwiązanie według wynalazku.The disadvantages of the known lead alloys are eliminated by the solution according to the invention.

Stop ołowiu według wynalazku, zawierający wagowo 0,001-0,03% Bi, 0,001-0,05% Ag oraz Ca, Al, Sn i Mg, charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo do 0,3% Ca, do 0,08% Al, 0,05-1,5% Sn, 0,01-5% Mg, zaś resztę stanowi Pb oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Korzystnie, wagowa zawartość Al wynosi 0,014-0,021%. Korzystnie, wagowa zawartość Mg wynosi 0,2-0,5%. Stop może zawierać nieuniknione zanieczyszczenia, wagowo do: 0,002% Zn, 0,002% Fe, 0,008% As, 0,01% Tl.The lead alloy according to the invention, containing 0.001-0.03% Bi, 0.001-0.05% Ag and Ca, Al, Sn and Mg by weight, is characterized by containing up to 0.3% by weight of Ca, up to 0.08% by weight. Al, 0.05-1.5% Sn, 0.01-5% Mg, the rest are Pb and unavoidable impurities. Preferably, the Al content by weight is 0.014-0.021%. Preferably, the Mg content by weight is 0.2-0.5%. The alloy may contain unavoidable impurities, by weight up to: 0.002% Zn, 0.002% Fe, 0.008% As, 0.01% Tl.

Stop według wynalazku umożliwia wytworzenie bezobsługowych, w tym hybrydowych akumulatorów, w których znajdują się kratki akumulatorowe o prawidłowej, spójnej budowie, odlane metodą grawitacyjną i spełniające wymagane właściwości mechaniczne, elektryczne oraz eksploatacyjne. Jest również dobrym materiałem wyjściowym do nowoczesnego wytwarzania taśmy odlewanej metodą ciągłą, a następnie ciętej i rozciąganej do wymaganej postaci kratek.The alloy according to the invention enables the production of maintenance-free, including hybrid batteries, in which there are battery grids with a correct, coherent structure, cast by gravity method and meeting the required mechanical, electrical and operational properties. It is also a good starting material for modern production of continuous cast strip, then cut and stretched to the required grid form.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Stop ołowiu zawiera wagowo:0,09% Ca, 0,014% Al, 0,2% Sn, 0,3% Mg, 0,025% Bi, 0,02% Ag, jako zanieczyszczenia: 0,002% Zn, 0,002% Fe, 0,008% As, 0,01% Tl, resztę natomiast stanowi Pb.Lead alloy contains by weight: 0.09% Ca, 0.014% Al, 0.2% Sn, 0.3% Mg, 0.025% Bi, 0.02% Ag, as impurities: 0.002% Zn, 0.002% Fe, 0.008% As, 0.01% Tl, the rest is Pb.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Stop ołowiu zawiera wagowo: 0,3% Sn, 0,5% Mg, 0,015% Bi, 0,05% Ag, 0,06% Ca, 0,017% Al, jako zanieczyszczenia: 0,002% Zn, 0,002% Fe, 0,008% As, 0,01% Tl, resztę natomiast stanowi Pb.Lead alloy contains by weight: 0.3% Sn, 0.5% Mg, 0.015% Bi, 0.05% Ag, 0.06% Ca, 0.017% Al, as impurities: 0.002% Zn, 0.002% Fe, 0.008% As, 0.01% Tl, the rest is Pb.

Claims

1. A lead alloy containing 0.001-0.03% Bi, 0.001-0.05% Ag and Ca, Al, Sn and Mg by weight, characterized in that it contains up to 0.3% by weight of Ca, up to 0.08% Al, 0.05-1.5% Sn, 0.01-5% Mg, the rest are Pb and unavoidable impurities.

2. The alloy according to claim The method of claim 1, wherein the Al content by weight is 0.014-0.021%.

3. The alloy according to claim The method of claim 1, wherein the Mg content by weight is 0.2-0.5%.