JPH1154128A - 鉛蓄電池用鉛−カルシウム合金シートの製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池用鉛−カルシウム合金シートの製造方法Info
- Publication number
- JPH1154128A JPH1154128A JP9213257A JP21325797A JPH1154128A JP H1154128 A JPH1154128 A JP H1154128A JP 9213257 A JP9213257 A JP 9213257A JP 21325797 A JP21325797 A JP 21325797A JP H1154128 A JPH1154128 A JP H1154128A
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- alloy sheet
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉛合金の溶解から圧延されたシートとするまで
を１つの工程で行なうことができ、引張り強度の高い鉛
−カルシウム合金シートを製造する方法を提供する。 【解決手段】鉛−カルシウム合金シートの組成として、
鉛を主成分とし、０．０６〜０．１０重量％のカルシウ
ムと、０．６〜１．４重量％の錫を含み、かつ錫対カル
シウムの重量比が７．１：１〜１６：１の範囲にある合
金を用いる。この合金を溶解させた溶湯を凝固させたス
ラブを、凝固から１５０℃以下まで１．５分以上、１５
分以内かけて冷却する。
を１つの工程で行なうことができ、引張り強度の高い鉛
−カルシウム合金シートを製造する方法を提供する。 【解決手段】鉛−カルシウム合金シートの組成として、
鉛を主成分とし、０．０６〜０．１０重量％のカルシウ
ムと、０．６〜１．４重量％の錫を含み、かつ錫対カル
シウムの重量比が７．１：１〜１６：１の範囲にある合
金を用いる。この合金を溶解させた溶湯を凝固させたス
ラブを、凝固から１５０℃以下まで１．５分以上、１５
分以内かけて冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉛−カルシウム
合金シートの製造方法に関するものである。この鉛−カ
ルシウム合金シートは鉛蓄電池用エキスパンド格子の製
造に用いられる。
合金シートの製造方法に関するものである。この鉛−カ
ルシウム合金シートは鉛蓄電池用エキスパンド格子の製
造に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池用の電極は、格子に活物質を充
填したものである。格子は、鉛を主成分とし、アンチモ
ンやカルシウムを添加した合金からなっている。アンチ
モンやカルシウムを格子に添加する主な理由は、格子自
身や活物質を充填した電極の取り扱いを容易にするため
である。すなわち、アンチモンやカルシウムを添加した
鉛合金は、固く、引っ張り強度が高くなり、このような
合金からなる格子は、外力による変形が起こりにくくな
るため、製造工程での取扱いが容易になるという特長が
ある。
填したものである。格子は、鉛を主成分とし、アンチモ
ンやカルシウムを添加した合金からなっている。アンチ
モンやカルシウムを格子に添加する主な理由は、格子自
身や活物質を充填した電極の取り扱いを容易にするため
である。すなわち、アンチモンやカルシウムを添加した
鉛合金は、固く、引っ張り強度が高くなり、このような
合金からなる格子は、外力による変形が起こりにくくな
るため、製造工程での取扱いが容易になるという特長が
ある。
【０００３】一方、格子の変形を抑えるのみの目的であ
れば、格子を厚くしてやればよい。しかしながら、厚い
格子の使用は、鉛蓄電池が重量増になることや、コスト
増になるなどの問題点がある。したがって、薄く、軽い
格子を使用して、いかにして取扱いに必要な強度を得る
かが、鉛蓄電池の製造上及びコスト上の重要な課題とな
っている。また、鉛−カルシウム系の合金を格子に用い
た鉛蓄電池は、鉛−アンチモン系の合金を用いたものに
比べて減液量が少なく、その結果、補水の回数を少なく
できるという特長がある。したがって、最近では格子の
原材料として、鉛−カルシウム系の合金を用いる場合が
多くなってきた。
れば、格子を厚くしてやればよい。しかしながら、厚い
格子の使用は、鉛蓄電池が重量増になることや、コスト
増になるなどの問題点がある。したがって、薄く、軽い
格子を使用して、いかにして取扱いに必要な強度を得る
かが、鉛蓄電池の製造上及びコスト上の重要な課題とな
っている。また、鉛−カルシウム系の合金を格子に用い
た鉛蓄電池は、鉛−アンチモン系の合金を用いたものに
比べて減液量が少なく、その結果、補水の回数を少なく
できるという特長がある。したがって、最近では格子の
原材料として、鉛−カルシウム系の合金を用いる場合が
多くなってきた。
【０００４】鉛蓄電池に用いられる格子の製造方法とし
て、工業的には鋳造方式とエキスパンド方式のうちのい
ずれかが使用されている。これらの方式のうちで、作業
性やコストなどの点から、近年ではエキスパンド方式に
よる格子を用いる場合が多くなってきた。
て、工業的には鋳造方式とエキスパンド方式のうちのい
ずれかが使用されている。これらの方式のうちで、作業
性やコストなどの点から、近年ではエキスパンド方式に
よる格子を用いる場合が多くなってきた。
【０００５】エキスパンド方式の格子に用いる、鉛−カ
ルシウム合金シートの引っ張り強度を高くする手段とし
て、特公昭53−47765号公報で示されている方法があ
る。この従来の方法は、図２に示されているように、鉛
合金を溶解した溶湯を凝固させてスラブを鋳造し、冷却
する工程及び、冷却したスラブを再び加熱して溶体化処
理を行って過飽和固溶体を作製した後に冷却、圧延し、
スリッタをかけて一定幅にしたシートをコイル状に巻き
取る工程の２つの工程が必要である。
ルシウム合金シートの引っ張り強度を高くする手段とし
て、特公昭53−47765号公報で示されている方法があ
る。この従来の方法は、図２に示されているように、鉛
合金を溶解した溶湯を凝固させてスラブを鋳造し、冷却
する工程及び、冷却したスラブを再び加熱して溶体化処
理を行って過飽和固溶体を作製した後に冷却、圧延し、
スリッタをかけて一定幅にしたシートをコイル状に巻き
取る工程の２つの工程が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の方
法によると鉛合金の溶解及び、溶体化処理の２回にわた
って加熱する工程が必要となる問題点があった。本発明
が解決しようとする課題は、鉛合金の溶解から圧延され
たシートとするまでを１つの工程で行なうことができる
とともに、引張り強度の高い鉛−カルシウム合金シート
を製造する方法を提供することにある。
法によると鉛合金の溶解及び、溶体化処理の２回にわた
って加熱する工程が必要となる問題点があった。本発明
が解決しようとする課題は、鉛合金の溶解から圧延され
たシートとするまでを１つの工程で行なうことができる
とともに、引張り強度の高い鉛−カルシウム合金シート
を製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】０．０６〜０．１０重量
％のカルシウムと、０．６〜１．４重量％の錫、錫対カ
ルシウムの重量比が７．１：１〜１６：１の範囲にあ
り、残部は鉛からなる組成の合金を用いる。それを溶解
した溶湯を鋳型に注湯して凝固させたスラブを鋳造し、
そのスラブを凝固から１．５分以上、１５分以内かけて
１５０℃まで冷却した後、圧延することを特徴としてい
る。本発明に従うと、溶体化処理に必要な設備と時間と
を不要にでき、引張り強度の高い鉛−カルシウム合金シ
ートを製造することができるという作用がある。なお、
このような条件で製造したスラブを用いると引っ張り強
度が高くなる理由として、スラブ中の合金の結晶粒子径
が小さくなるためと推測される。
％のカルシウムと、０．６〜１．４重量％の錫、錫対カ
ルシウムの重量比が７．１：１〜１６：１の範囲にあ
り、残部は鉛からなる組成の合金を用いる。それを溶解
した溶湯を鋳型に注湯して凝固させたスラブを鋳造し、
そのスラブを凝固から１．５分以上、１５分以内かけて
１５０℃まで冷却した後、圧延することを特徴としてい
る。本発明に従うと、溶体化処理に必要な設備と時間と
を不要にでき、引張り強度の高い鉛−カルシウム合金シ
ートを製造することができるという作用がある。なお、
このような条件で製造したスラブを用いると引っ張り強
度が高くなる理由として、スラブ中の合金の結晶粒子径
が小さくなるためと推測される。
【０００８】
【発明の実施の形態】市販の鉛、カルシウムとアルミニ
ウムの合金粒子（カルシウム含有量１０％）、純度99.9
％の錫を原材料として使用し、その混合物を溶解させた
溶湯を、鋳型に注湯してスラブを鋳造した。なお、カル
シウムとアルミニウムの合金を使用している理由は、カ
ルシウムが合金化によって酸化されにくくなり、空気中
での取扱いが容易になるためである。
ウムの合金粒子（カルシウム含有量１０％）、純度99.9
％の錫を原材料として使用し、その混合物を溶解させた
溶湯を、鋳型に注湯してスラブを鋳造した。なお、カル
シウムとアルミニウムの合金を使用している理由は、カ
ルシウムが合金化によって酸化されにくくなり、空気中
での取扱いが容易になるためである。
【０００９】鋳造したスラブの寸法は縦１００ｍｍ、横
５０ｍｍ、厚さ５ｍｍである。鋳造条件として、合金の
溶湯温度を４５０〜５５０℃とし、２００〜３００℃ま
で加熱した鋳型に注湯して凝固させると、表面の平坦な
スラブを鋳造できることが明らかになった。以下の実験
では、合金の溶湯温度を５００±１０℃とし、２５０±
１０℃に加熱した鋳型を用いた。鋳造・離型後のスラブ
は、冷却後、室温（２５±５℃）で圧延して、厚さ０．
７ｍｍの鉛−カルシウム合金シートにした。圧延した鉛
−カルシウム合金シートは、６０℃で時効硬化させ、引
張り強度を測定して評価した。作製した鉛−カルシウム
合金シートの引っ張り強度は、ＪＩＳ５号（ＪＩＳ Ｚ
２２０１）の供試片に加工した後、引っ張り試験器を
用い、引っ張り速度５ｍｍ／分で測定した。合金シート
の引っ張り強度が６ｋｇｆ／ｍｍ2以上あれば、製造工
程において、問題がないことがわかっているため、今回
は６ｋｇｆ／ｍｍ2以上の引っ張り強度を得ることを目
標とした。
５０ｍｍ、厚さ５ｍｍである。鋳造条件として、合金の
溶湯温度を４５０〜５５０℃とし、２００〜３００℃ま
で加熱した鋳型に注湯して凝固させると、表面の平坦な
スラブを鋳造できることが明らかになった。以下の実験
では、合金の溶湯温度を５００±１０℃とし、２５０±
１０℃に加熱した鋳型を用いた。鋳造・離型後のスラブ
は、冷却後、室温（２５±５℃）で圧延して、厚さ０．
７ｍｍの鉛−カルシウム合金シートにした。圧延した鉛
−カルシウム合金シートは、６０℃で時効硬化させ、引
張り強度を測定して評価した。作製した鉛−カルシウム
合金シートの引っ張り強度は、ＪＩＳ５号（ＪＩＳ Ｚ
２２０１）の供試片に加工した後、引っ張り試験器を
用い、引っ張り速度５ｍｍ／分で測定した。合金シート
の引っ張り強度が６ｋｇｆ／ｍｍ2以上あれば、製造工
程において、問題がないことがわかっているため、今回
は６ｋｇｆ／ｍｍ2以上の引っ張り強度を得ることを目
標とした。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例として、図１のブロック図に
示すように、合金組成として鉛−０．０８％カルシウム
−０．８％錫合金を用い、注湯・離型後のスラブを凝固
から５分かけて１００℃まで冷却した後、３０±１０℃
の水中に浸して水冷し、その後、圧延する方法でシート
を作製した。このようにして作成した鉛−カルシウム合
金シートを本発明品１と呼ぶ。
示すように、合金組成として鉛−０．０８％カルシウム
−０．８％錫合金を用い、注湯・離型後のスラブを凝固
から５分かけて１００℃まで冷却した後、３０±１０℃
の水中に浸して水冷し、その後、圧延する方法でシート
を作製した。このようにして作成した鉛−カルシウム合
金シートを本発明品１と呼ぶ。
【００１１】従来例として、図２のブロック図に示すよ
うに、特公昭53−47765号公報に記載されている方法で
シートを作製した。すなわち合金組成として本発明品１
と同一組成の鉛−０．０８％カルシウム−０．８％錫合
金を用い、注湯・離型た直後のスラブを、３０±１０℃
の水中に浸して冷却した。その後、このスラブを３００
℃で２分保持して溶体化処理をした後、室温（２５±５
℃）に放置して空冷した後に圧延した。このようにして
作成した合金シートを従来例１と呼ぶ。
うに、特公昭53−47765号公報に記載されている方法で
シートを作製した。すなわち合金組成として本発明品１
と同一組成の鉛−０．０８％カルシウム−０．８％錫合
金を用い、注湯・離型た直後のスラブを、３０±１０℃
の水中に浸して冷却した。その後、このスラブを３００
℃で２分保持して溶体化処理をした後、室温（２５±５
℃）に放置して空冷した後に圧延した。このようにして
作成した合金シートを従来例１と呼ぶ。
【００１２】本発明品１と従来例１の時効硬化特性を第
３図に示す。本発明を用いれば、溶体化処理なしである
にもかかわらず、従来例１よりも引っ張り強度を高くで
きることが認められる。
３図に示す。本発明を用いれば、溶体化処理なしである
にもかかわらず、従来例１よりも引っ張り強度を高くで
きることが認められる。
【００１３】本発明品１の組成の合金（鉛−０．０８％
カルシウム−０．８％錫）を用い、鋳造後の冷却条件の
影響を測定した。鋳造・離型したスラブを、−３０〜２
００℃の恒温槽に入れ、１〜３０分間保持した後に、３
０±１０℃の水中に浸して冷却する方法で冷却条件の異
なるスラブを作製し、その影響を測定した。冷却したス
ラブはシートに圧延し、時効硬化処理後、引っ張り試験
をした。スラブの冷却条件と引っ張り強度の最大値の関
係を表１、２に示す。引っ張り強度（６．０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2）を得るには、スラブを凝固から１５０℃以下ま
で、１．５分以上、１５分以内かけて冷却した後に水冷
する必要がある（本発明品２〜１０）。そして、この範
囲をはずれると、比較例１〜１１に示されるように、引
っ張り強度が６．０ｋｇｆ／ｍｍ2未満となる。
カルシウム−０．８％錫）を用い、鋳造後の冷却条件の
影響を測定した。鋳造・離型したスラブを、−３０〜２
００℃の恒温槽に入れ、１〜３０分間保持した後に、３
０±１０℃の水中に浸して冷却する方法で冷却条件の異
なるスラブを作製し、その影響を測定した。冷却したス
ラブはシートに圧延し、時効硬化処理後、引っ張り試験
をした。スラブの冷却条件と引っ張り強度の最大値の関
係を表１、２に示す。引っ張り強度（６．０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2）を得るには、スラブを凝固から１５０℃以下ま
で、１．５分以上、１５分以内かけて冷却した後に水冷
する必要がある（本発明品２〜１０）。そして、この範
囲をはずれると、比較例１〜１１に示されるように、引
っ張り強度が６．０ｋｇｆ／ｍｍ2未満となる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】次に、鉛−カルシウム合金中の錫とカルシ
ウムの添加量を変えた場合のスラブを鋳造し、凝固から
５分かけて１００℃まで冷却した後、３０±１０℃の水
中に浸して水冷し、圧延、時効硬化処理後、引っ張り試
験をした結果を表３、４に示す。表３、４中の値は引っ
張り強度の最大値（単位：ｋｇｆ／ｍｍ2）を示し、表
中の( )内の値は、錫対カルシウムの重量比を示してい
る。引っ張り強度６．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上を満足でき
る範囲として、０．０６〜０．１０％のカルシウムと、
０．６〜１．４％の錫、かつ錫対カルシウムの重量比が
６．２：１〜１６：１の範囲に限定されることがわか
る。
ウムの添加量を変えた場合のスラブを鋳造し、凝固から
５分かけて１００℃まで冷却した後、３０±１０℃の水
中に浸して水冷し、圧延、時効硬化処理後、引っ張り試
験をした結果を表３、４に示す。表３、４中の値は引っ
張り強度の最大値（単位：ｋｇｆ／ｍｍ2）を示し、表
中の( )内の値は、錫対カルシウムの重量比を示してい
る。引っ張り強度６．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上を満足でき
る範囲として、０．０６〜０．１０％のカルシウムと、
０．６〜１．４％の錫、かつ錫対カルシウムの重量比が
６．２：１〜１６：１の範囲に限定されることがわか
る。
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】なお、本発明による小規模な実験での結果
は、スケールアップした実機での製造装置でも再現でき
ることを確認している。
は、スケールアップした実機での製造装置でも再現でき
ることを確認している。
【００２０】
【発明の効果】本発明に従うと、引っ張り強度の高い鉛
−カルシウム合金シートを製造できるとともに、鉛合金
の溶解からシートの巻き取りまでを１回の工程で行なう
ことができるため、製造設備の簡素化や製造時間の短縮
が可能となる点において優れている。
−カルシウム合金シートを製造できるとともに、鉛合金
の溶解からシートの巻き取りまでを１回の工程で行なう
ことができるため、製造設備の簡素化や製造時間の短縮
が可能となる点において優れている。
【図１】本発明の製造法のブロック図である。
【図２】従来の製造法のブロック図である。
【図３】本発明及び従来の方法を用いた鉛−カルシウム
合金シートの時効硬化特性である。
合金シートの時効硬化特性である。
Claims (1)
- 【請求項１】鉛を主成分とし、０．０６〜０．１０重量
％のカルシウムと、０．６〜１．４重量％の錫を含み、
かつ錫対カルシウムの重量比が７．１：１〜１６：１の
範囲にある合金を溶解後凝固させたスラブを、凝固から
１５０℃以下まで１．５分以上、１５分以内かけて冷却
し、その後、圧延することを特徴とする鉛蓄電池用鉛−
カルシウム合金シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9213257A JPH1154128A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 鉛蓄電池用鉛−カルシウム合金シートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9213257A JPH1154128A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 鉛蓄電池用鉛−カルシウム合金シートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154128A true JPH1154128A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16636110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9213257A Pending JPH1154128A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 鉛蓄電池用鉛−カルシウム合金シートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154128A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307742A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2002134117A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池用格子体の製造方法および密閉式鉛蓄電池 |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP9213257A patent/JPH1154128A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307742A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2002134117A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池用格子体の製造方法および密閉式鉛蓄電池 |
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