DE2260355B2 - Bleilegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung für Gitterplatten von Blei-Säure-Batterien - Google Patents

Bleilegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung für Gitterplatten von Blei-Säure-Batterien

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bleilegierung für die Herstellung von Gitterplatten für Blei-Säure-Batterien, die Kalzium und Aluminium enthält.
Üblicherweise werden Gitterplatten für mit Säure betriebene Bleibatterien aus Blei gegossen, dem zur Steigerung der Festigkeit des Gitters ein kleiner Anteil Antimon zugesetzt ist. Die Verwendung von Antimon ist in diesem Falle jedoch insofern ungünstig, als Antimon eine Selbstentladung der Batterie ermöglicht und verhältnismäßig aufwendig ist. Um die bei der Verwendung von Antimon bestehenden Schwierigkeiten zu beheben, hat man bereits gegossene Gitterplatten aus Legierungen aus Blei und Kalzium hergestellt, doch haben sich diese Legierungen im allgemeinen deshalb für Gitterplatten nicht durchsetzen können, weil man in einer Schutzgasatmosphäre gießen muß, wie zum Beispiel unter Spaltgas. Auch neigten die somit erzeugten Gitterplatten zu einer unzureichenden Festigkeit.
Eine Legierung dieser Art ist nach der GB-PS 93 083 bekannt. Sie enthält wenigstens ein weiteres Legierungselement, und zwar ein seltenes Erdmetall, vorzugsweise Cer in einem Anteil von 0,01 bis 0,1%. Dieser weitere Legierungszusatz führt zu einem feinkornigen Gefüge. Letzteres laßt sich in Verbindung mit guten mechanischen Festigkeitseigenschaften auch nach der GB-PS 7 12 798 durch Zusatz von einer beträchtlichen Menge von 1 bis 2% Zinn erzielen. In diesem Falle verhindert Cer die bei Anwesenheit derart beträchtlicher Mengen Zinn sonst auftretende interkristalline Korrosion, die die Legierung für die Herstellung von Gitterplatten der einleitend genannten Art sonst unbrauchbar machen würde.
ίο Vom einleitend dargestellten Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Legierung zu schaffen, die nicht nur von hinreichender Festigkeit für die Herstellung selbsttragender Ausführungsformen bei Gitterplatten ist, sondem sich auch ohne Schutzgas leicht beherrschbar vergießen läßt
Erfindungsgemäß ist für diesen Zwecic die im Patentanspruch 1 bezeichnete Bleilegierung geeignet. Neben ihren guten mechanischen Eigenschaften kommt
?f> ihrer ohne Verwendung von Schutzgas möglichen Vergießbarkeit zugute, daß sie außer Blei nur zwei weitere Legierungselemente aufweist und sich deshalb gießtechnisch leichter handhaben läßt als die für den gleichen Zweck bekannt gewesenen Mehrstoffsysteme höherer Ordnung. Dabei wird die Verteuerung durch den Einsatz der bekannt gewesenen seltenen Erdmetalle vermieden.
Die Unteransprüche 2 und 3 beinhalten vorteilhafte Bereiche der Legierungselemente im Rahmen des
Anspruchs 1.
Zwei wahlweise Verfahren für die Herstellung der genannten Bleilegierungen sind in den Ansprüchen 4 und 5 vorgeschlagen.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wurde zur Herstellung einer Gitterplatte für eine mit Säure betriebene Bleibatterie eine Bleilegierung mit 2gewichts-%igem Kalzium vorproduziert. Die Legierung wurde dadurch gewonnen, daß in einem Tiegel Blei bei 6500C geschmolzen und in einer Schutzgasatmo-
*o sphäre Kalziumhydrid zugesetzt wurde, wobei ein mit Öffnungen versehener Topf in das geschmolzene Blei eingebracht wurde, der das Kalziumhydrid unter der Oberfläche der Bleischmelze hielt. Bei der Temperatur des geschmolzenen Bleies zerfiel das Kalziumhydrid
■»5 unter Bildung gasförmigen Wasserstoffes und metallischen Kalziums, welch letzteres mit dem Blei unter Bildung der gewünschten Blei-Kalzium-Legierung reagierte. Der durch den Zerfall des Kalziumhydrides entstehende Wasserstoff stieg blasenlörmig durch die Schmelze auf und diente damit der Umrührung der Schmelze sowie der Verhinderung einer Oxydation der Blei-Kalzium-Legierung.
Eine weitere Menge Blei wurde dann mit 0,2 Gew.-% Aluminium legiert, wobei Blei in einer Schutzgasatmosphäre bei 700°C geschmolzen wurde und wobei dann das Aluminium dem geschmolzenen Blei zugefügt wurde. Eine geeignete Menge dieser geschmolzenen Blei-Aluminium-Legierung wurde dann mit flüssigem Blei gemischt, und dieser Mischung wurde dann ein
6ö vorgegebener Anteil einer Blei-Kalzium-Legierung in festem Zustand zugefügt, um schließlich auf eine Blci-Kalzium-AIuminium-Legierung mit 0,08 Gew.-% Kalzium, 0,02 Gew.-% Aluminium und Blei als Rest zu kommen. Die flüssige Legierung wurde zu den Gitterplatten bei 550°C in Luft gegossen. Für den Guß wurde eine Gitterplattengießmaschine verwendet, wie sie zum Herstellen von 6% Antimon enthaltenden Bleigittern üblich ist. Bei der Maschine fand eine
■'■i ti
Wasserkühlung im Bereich der Gitterform derart statt, daß die das Gitter bildende Fläche der Form auf einer im wesentlichsn gleichmäßigen Temperatur zwischen 1500C bis 2500C, vorzugsweise 175°C gehalten wurde. Weiterhin wurde die Form mit einer thermischen Schutzschicht, wie zum Beispiel mit Kork, mit genau vorgegebener Dicke von etwa 0,13 mm versehen, um somit zu gewährleisten, daß sich das flüssige Gittermaterial mit einer genau vorgegebenen Geschwindigkeit abkühlte. Bei dieser Anordnung wurde festgestellt, daß es möglich ist, einwandfreie Gitter mit einer Gesamtdikke zwischen 1,4 und 2,8 mm zu gießen, wobei die Gießgeschwindigkeit 17 Gitter je Minute betrug.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wurde eine Bleilegierung mit 0,0104 Gew.-°/o Aluminium wie bei '5 dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hergestellt; auf 100 Gewichtsteile dieser flüssigen Legierung wurde in festem Zustand 3,9 Gewichtsteüe der zweiprozentigen Blei-Kalzium-Legierung gemäß dem vorherigen Aiisführungsbeispie! zugesetzt Die sich ergebende Legierung erhielt als Zusatz zu dem Blei 0,075 Gewichts-% Kalzium und 0,01 Gew.-% Aluminium und ließ sich gut für die Herstellung von Gittern vergießen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde eine Bleilegierung mit 0,2 Gew.-% Aluminium wie beim ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. 2,67 Gewichtsteüe dieser Legierung und 4,815 Gewichtsteile der Blei-Kalzium-Legierung, wie sie vorher benutzt wurde, wurden dann in festem Zustand auf 100 Gewichtsteile einer Schmelze aus flüssigem Blei zugesetzt, so daß sich schließlich eine Bleilegierung mit 0,09 Gew.-% Kalzium und 0,005 Gew.-% Aluminium ergab. Auch aus dieser Legierung ließen sich gute Gitterplatten für Batterien gießen.
In einigen Fällen ist es zweckmäßig, daß man die aus diesen Legierungen hergestellten Gitter für eine gewisse Zeit lagen, um eine Alterungshärtung herbeizuführen.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Bleilegierung für die Herstellung von Gitterplatten für Blei-Säure-Batterien, die Kalzium und Aluminium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie die nachstehende Zusammensetzung aufweist:
Kalzium
Aluminium
Blei
0,05 bis 0,12 Gew.-%
0,005 bis 0,1 Ge w.-%
als Rest
2. Bleilegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die nachstehende Gewichtszusammensetzung aufweist:
Kalzium
Aluminium
Blei
0,065 bis 0,095 Gew.-%
0,005 bis 0,03 Gew.-°/o
als Rest.
3. Bleilegierung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß sie die nachstehende Gewichtszusammensetzung aufweist:
Kalzium
Aluminium
Blei
0,075 bis 0,09 Gew.-%
0,005 bis 0,02 Gew.-%
als ResL
4. Verfahren zur Herstellung der Bleilegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung durch Mischung einer Bleischmelze mit einer Legierung aus Blei und Aluminium im festen oder flüssigen Zustand hergestellt wird, und daß zu dieser Mischung eine Legierung aus Blei und Kalzium im festen Zustand zugegeben wird.
5. Verfahren zur Herstellung der Bleilegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung durch Mischen einer flüssigen Legierung aus Blei und Aluminium mit einer Legierung aus Blei und Kalzium in festem Zustand hergestellt wird.
DE2260355A 1971-12-15 1972-12-09 Bleilegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung für Gitterplatten von Blei-Säure-Batterien Expired DE2260355C3 (de)

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AU (1) AU466926B2 (de)
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