DD209360A3 - ANTIMONARM BLELEGING - Google Patents
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Abstract
Die vorgeschlagene antimonarme Bleilegierung dient zur Herstellung von Gitterplatten fuer Blei-Saeure-Akkumulatoren. Die Aufgabe besteht darin, eine Legierung auf Basis Blei-Antimon-Arsen-Selen zu entwickeln, die eine hohe Warmrissbestaendigkeit besitzt und die beim Vergiessen nicht zum Nachtropfen und zur Fadenbildung neigt. Die erfindungsgemaesse Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 2,0 bis 3,0 % Antimon, 0,02 bis 0,15 % Arsen, 0,015 bis 0,035 % Selen, Rest Blei besteht und dass der Gehalt an Zinn auf < 0,0020 % (20ppm) und an Kupfer auf < 0,0100 % (100ppm) begrenzt ist.The proposed antimony-poor lead alloy is used to produce grid plates for lead-acid batteries. The object is to develop an alloy based on lead-antimony-arsenic-selenium, which has a high resistance to hot cracking and which does not tend to drip and thread during casting. The alloy according to the invention is characterized in that it consists of 2.0 to 3.0% antimony, 0.02 to 0.15% arsenic, 0.015 to 0.035% selenium, the remainder lead, and that the content of tin is <0.0020 % (20ppm) and copper to <0.0100% (100ppm).
Description
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Antimonarme BleilegierungLow-antimony lead alloy
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine antimonarme Bleilegierung für die Herstellung von Gitterplatten für Blei-Säure-Akkumulatoren.The invention relates to a low-antimony lead alloy for the production of grid plates for lead-acid batteries.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bleilegierungen mit Antimcngehalten von 2 bis 8 "% dienen als Werkstoff zur Herstellung von Akkumulatorengitter^ Es ist bekannt, den Antimongehalt aus Gründen der Erhöhung der Lebensdauer der Akkumulatoren und aus Kostengründen möglichst niedrig zu halten.Lead alloys with antimony contents of 2 to 8 "% serve as a material for the production of accumulator grid. It is known to keep the antimony content as low as possible for reasons of increasing the life of the accumulators and for cost reasons.
Den Nachteilen einer antimonarraen Legierung gegenüber einer solchen mit S 5? Antimon hinsichtlich der ungünstigeren Gießeigenschaften und der unzureichenden mechanischen Festigkeit der daraus gegossenen Gitter versucht man durch weitere Legierungszusätze zu begegnen.The disadvantages of an antimony-aromatic alloy compared to those with S 5? Antimony with regard to the unfavorable casting properties and the inadequate mechanical strength of the gratings cast therefrom is attempted to be counteracted by additional alloying additions.
Es ist eine antimonarme Bleilegierung zur Herstellung von Gitterplatten für Akkumulatoren bekannt, die aus 0,5 bis 6,5 % Antimon, 0,3 bis 2,5 % Arsen, Rest Blei besteht (DE-AS 1.193.253).It is a low-antimony lead alloy for the production of grid plates for batteries known that consists of 0.5 to 6.5 % antimony, 0.3 to 2.5 % arsenic, the rest lead (DE-AS 1,193,253).
Die Legierung besitzt unzureichende GieSeigenschaften bei hohen GieSgeschwindigkeitan, insbesondere eine hohe Warmrißnei-The alloy has insufficient casting properties at high casting speeds, especially high hot cracking.
Ss ist ferner bekannt, zur Herstellung von Gitterplatten eine antimonarme Bleilegierung einzusetzen, die 0,5 bis 3,5 # Antimon, 0,025 bis 0,3 fj Arsen, 0,005 bis 0,1 % Selen, 0,002 bis 0,05 % Zinn, 0,01 bis 0,1 % Kupfer, Rest Blei enthält (DS-OS 2.403.849).It is also known to use a low- antimony lead alloy containing 0.5 to 3.5 # antimony, 0.025 to 0.3 fj arsenic, 0.005 to 0.1 % selenium, 0.002 to 0.05 % tin, 0 to prepare grid plates , 01 to 0.1 % copper, the remainder contains lead (DS-OS 2,403,849).
Weiterhin ist eine antimonarme Bleilegierung bekannt, die zur Herstellung von Gitterplatten für Bleiakkumulatoren vorgeschlagen wird und aus 1,0 bis 3,5 ία Antimon, 0,025 bis 0,2 % Arsen, 0,005 bis 0,1 % Selen, 0,05 bis 0,5 % Zinn, Rest Blei besteht (DD-AP 119.439).Furthermore, an antimony- poor lead alloy is known, which is proposed for the production of grid plates for lead-acid batteries and from 1.0 to 3.5 ία antimony, 0.025 to 0.2 % arsenic, 0.005 to 0.1 % selenium, 0.05 to 0, 5 % tin, the rest is lead (DD-AP 119.439).
Die Legierungen besitzen den Mangel, daß sie bei hohen Gießgeschwindigkeiten ebenfalls zur Warmrißbildung neigen, wodurch die Leistungsfähigkeit der hochproduktiven Gießautomaten eingeschränkt wird und fehlerhafte Gußstücke nicht auszuschließen sind.The alloys are deficient in that they also tend to crack at high casting speeds, which limits the performance of the high-productivity automatic pouring machines and makes faulty castings impossible.
Die genannten Legierungen besitzen ferner den Mangel, daß sie beim Vergießen zum Machtropfen und zur Fadenbildung neigen. Uach dem Eingießen der dosierten Legierungsmenge in die Gießform und der Unterbrechung des Gießstrahles bilden sich am' Ausguß des Kippers Tropfen oder Fäden.The alloys mentioned also have the defect that they tend to drop power and thread formation during casting. After pouring the metered amount of alloy into the mold and the interruption of the pouring stream form at the 'spout of the dumper drops or threads.
Durch das Abfallen dieser teilweise oder vollständig erstarrten Tropfen oder Fäden in den Einguß werden Kanäle der Gi eß-. form blockiert, so daß fehlerhafte Gitter gegossen werden, die nicht für die Herstellung von Akkumulatoren verwendbar 5 sind. Die in die Gießform gelangten Tropfen oder Fäden führen auch zu einer Beschädigung der auf die Gießformwand aufgetragenen Korkmehlschlichte, die bekanntermaßen als Wärmedämmschicht und zur 'Vermeidung1 des Anhaftens des Gieß-By the dropping of these partially or completely solidified drops or threads in the sprue channels of Gi eß-. blocked so that faulty grids are used, which are not usable for the production of accumulators 5. Which came in the mold drops or threads also result in damage to the applied to the mold wall Korkmehlschlichte that is known as a thermal insulation layer and to 'avoid one of the sticking of the casting
< <
lings an der Gießform dient,lings to the mold,
Die Korkmehlschicht muß damit vorzeitig erneuert werden, wodurch Produktivitätsverluste eintreten.The cork layer must be renewed prematurely, causing productivity losses occur.
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Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine antimonarme Bleilegierung für die Herstellung von Gitterplatten für Blei-Säure-Akkumulatoren zu entwickeln, die bei hohen Gießgeschwindigkeiten eine hohe Warmrißbeständigkeit besitzt und die gleichzeitig das ilachtropf en und die Fadenbildung ausschließt.The object of the invention is to develop a low-antimony lead alloy for the production of grid plates for lead-acid batteries, which has a high heat cracking resistance at high casting speeds and at the same time excludes the ilachtropf s and the thread formation.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Die Ursache der Warmrißempfindlichkeit einer Legierung liegt in der Ausbildung interkristalliner Materialtrennungen, die bei zu hoher Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb des Sr-3tarrungsIntervalls nahe der Solidustemperatur der Legierung auftreten und eine legierungstypische Eigenschaft darstellen. Warmrisse entstehen dabei bevorzugt durch Schwindungsbehinderung bei der Abkühlung an den Stellen, an denen Restschmelze erstarrt. Das ist insbesondere kritisch bei Gießlingen, die unterschiedliche Querschnitte und eine komplizierte Form aufweisen. Die Einführung einer warmrißempfindlichen Legierung macht deshalb eine Verringerung der Gießgeschwindigkeit und/oder eine mit hohem Aufwand verbundene Änderung der Gießtechnologie und der Kokillenkonstruktion erforderlich.The cause of the hot crack sensitivity of an alloy is the formation of inter-crystalline material separations, which occur at too high a cooling rate within the Sr-3tarrungsintervalvall near the solidus temperature of the alloy and represent an alloy-typical property. Warm cracks occur preferably by shrinkage during cooling at the points where solidified melt solidifies. This is particularly critical for castings that have different cross-sections and a complicated shape. The introduction of a heat crack sensitive alloy therefore requires a reduction in casting speed and / or a costly change in casting technology and die design.
Die Ursachen für aas Hachtropfen und die Fadenbildung, die zur Verschlechterung der Vergießbarkeit einer Bleilegierung führen, sind weitgehend ungeklärt. Dieser Mangel wird teils auf die Bildung von mechanisch stabilen Zinnoxid-Häutchen zurückgeführt .The causes of aase drops and the formation of thread, which lead to the deterioration of the castability of a lead alloy, are largely unexplained. This deficiency is partly attributed to the formation of mechanically stable tin oxide pellicles.
Die weiteren Legierungskomponenten beeinflussen diesen Effekt ebenfalls positiv oder negativ, da eine eindeutige Abhängigkeit vom Zinngehalt nicht besteht.The other alloying components also influence this effect positively or negatively, since a clear dependence on the tin content does not exist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine antimonarme Bleilegierung auf Basis Blei-Antimon-Arsen-Selen für die Herstellung von Gitterplatten von Bleiakkumulatoren zu entwickeln.The invention has for its object to develop a low-antimony lead alloy based on lead-antimony-arsenic-selenium for the production of grid plates of lead-acid batteries.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß.dadurch gelöst, daß eine Legierung zum Gießen von Gitterplatten für Akkumulatoren ausThe object is achieved dadurchaß.Dadurch that an alloy for casting of grid plates for batteries from
2,0 bis 3,0 % Antimon,2.0 to 3.0 % antimony,
0,02 bis 0,15 % Arsen,0.02 to 0.15 % arsenic,
0,015 bis 0,035 % Selen,0.015 to 0.035 % selenium,
Rest Blei besteht und daß der GehaltResidual lead exists and that the salary
an Zinn auf < 0,0020 % ( 20 ppm), und an Kupfer auf < 0,0100 % (100 ppm)tin to <0.0020 % (20 ppm), and copper to <0.0100 % (100 ppm)
begrenzt wird.is limited.
Die weiteren typischen Beimengungen der Legierung, wie Silber, "Jismut, Eisen, nickel, Zink, können in dem durch die Standards für den Legierungstyp eingeräumten Konzentrationsbereich liegen. The other typical admixtures of the alloy, such as silver, bismuth, iron, nickel, zinc, may be within the concentration range given by the alloy type standards.
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Aus einer Legierung der ZusammensetzungMade of an alloy of the composition
.2,7 % Sb, 0,12 % As, 0,0175 % Se, Rest Blei, 1S ppm Sn,.2,7 % Sb, 0,12 % As, 0,0175 % Se, balance lead, 1S ppm Sn,
85 ppm Cu,85 ppm of Cu,
weitere Beimengungen entsprechend TGL 14728, wurden auf Gießautomaten übliche Doppelgitter mit einer Dicke von 1,5 mm und 2,3 mm für Blei-Säure-Akkumulatoren hergestallt. Auch bei hohen Gießleistungen von 13 bis 14 Doppelgittern pro Minute trat beim Eingießen der Schmelze in die Gießform weder ITachtropfen noch Fadenbildung auf, auch '"armrissi· s;e Gußteile wurden nicht festgestellt.further admixtures according to TGL 14728, were produced on automatic casting machines conventional double lattice with a thickness of 1.5 mm and 2.3 mm for lead-acid batteries. Even at high pouring rates of 13 to 14 double lattices per minute, neither ITachtropfen nor threading occurred when pouring the melt into the casting mold, and castings were not found.
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Die Legierimg Iäi3t sich damit mit derselben hohen'Produktivität wie bekannte antimonreiche Legierungen verarbeiten. Die Gitterplatten besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Die aus ihnen gefertigten Akkumulatoren zeigen geringe Selbstentladung sowie geringe Neigung zur Wasserzersetzung, so daß sie als weitgehend wartungsfrei bezeichnet werden können und damit ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften besitzen.The alloy can thus be processed with the same high productivity as known antimony-rich alloys. The grid plates have a high corrosion resistance. The accumulators made from them show low self-discharge and low tendency to decompose water, so that they can be described as largely maintenance-free and thus have excellent performance characteristics.
Claims (1)
und Kupfer auf <0,01OO % to tin to <0.0020 %
and copper <0,0100 %
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