專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種低銻多元鉛合金及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種低銻多元鉛合金及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)鉛酸蓄電池在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中所占的比例大約為0.22%，交通運(yùn)輸，能源電力、通信、郵電、軍事等工業(yè)都少不了它。隨著信息化產(chǎn)業(yè)、汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，其作用將越來(lái)越大。鉛酸蓄電池除了殼體(槽)、蓋、隔板和電解液外，主要部分都是鉛或鉛的氧化物、硫化物。下表給出了一組典型的鉛酸蓄電池零部件明細(xì)表，從表中可以看到各種零部件大致占的比例鉛及鉛合金占電池中的比例高達(dá)60-70%。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>鉛銻合金是目前鉛酸電池行業(yè)廣泛使用的一種合金，其主要特點(diǎn)是銻的加入可以有效改善鉛的力學(xué)性能、鑄造性能，同時(shí)對(duì)蓄電池板柵和匯流排成型率貢獻(xiàn)較大。但作為合金成分的金屬銻價(jià)格高，鉛合金中加入高含量的銻使得合金的生產(chǎn)成本較高，且高含量的銻(3%以上)可引起蓄電池持續(xù)失水，增加電池的維護(hù)成本。但銻含量低了(2%以下)，合金的力學(xué)性下降明顯，強(qiáng)度不夠，同時(shí)合金元素不容易分散均勻。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低銻多元鉛合金。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該低銻多元鉛合金的制備工藝。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供該低銻多元鉛合金在鉛酸蓄電池的板柵和匯流排中的應(yīng)用?！N低銻多元鉛合金，其特征在于，所述的鉛合金包括如下質(zhì)量百分比含量的成分銻1.1-1.8%;砷0.0009-0.004%、鐿0.0009-0.005%;余量為鉛。所述的鉛合金優(yōu)選包括如下質(zhì)量百分比含量的成分銻1.1-1.5%;砷0.001_0.003%、鐿0.001-0.003%;余量為鉛。上述鉛合金還可含有鈷、鋁、硒3種元素中的至少一種，其質(zhì)量百分含量分別是鈷0.009-0.03%、鋁0.009-0.1%、硒0.009-0.05%。優(yōu)選鈷0.009-0.02%、鋁0.009-0.03%、硒0.009-0.02%。所述的鉛、銻、鈷、鋁、硒、砷、鐿純度為99%以上。上述低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝按照如下步驟進(jìn)行A.首先將鉛錠、銻錠投入到井式電阻爐鉛鍋中，加熱升溫熔化，待呈液體后邊攪拌邊繼續(xù)升溫，直至溫度達(dá)到400-80(TC，得到鉛銻合金熔液；B.用鉛泵將鉛銻合金熔液抽至合金釜中，一邊攪拌一邊加入其余合金原料，原料全部熔化后，攪拌速率控制在1000-2000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間15-120分鐘。合金化過(guò)程完成后，從放液口將合金液放出，鑄錠、冷卻、成型。所述的"A"步驟中，溫度優(yōu)選控制在400-65(TC，最優(yōu)選550_65(TC，所述的"B"步驟中，原料全部熔化后，繼續(xù)攪拌時(shí)間優(yōu)選控制在30-50分鐘，最優(yōu)選35分鐘。本發(fā)明所述的低銻多元鉛合金可在鉛酸蓄電池的板柵和匯流排中應(yīng)用，特別用于閥控鉛酸蓄電池的板柵制作。另外，本發(fā)明采用高濃度合金元素與低濃度合金元素分開(kāi)加入的方法，量少的合金元素在合金釜中高速?gòu)?qiáng)力攪拌下加入，使得合金元素在鉛母液中分散得更均勻。對(duì)于高濃度的銻金屬在鉛母液中的分散需要避免鉛鍋中的攪拌死角的存在，本發(fā)明中的鉛銻合金熔液被鉛泵從熔鉛鍋中轉(zhuǎn)移至合金釜的過(guò)程中解決了這一問(wèn)題。而低濃度的合金元素的分散主要靠強(qiáng)力攪拌，合金釜中的攪拌器轉(zhuǎn)速高達(dá)到2000轉(zhuǎn)/分鐘，能確保合金的均勻性。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明將一定量的多種元素配合使用，彌補(bǔ)低銻鉛合金機(jī)械強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，能夠改善低銻鉛合金的鑄造性能，且元素砷和鐿的加入提高低銻鉛合金的耐腐蝕能力，在鉛酸蓄電池的板柵和匯流排中應(yīng)用效果顯著。另外，本發(fā)明所生產(chǎn)出的低銻多元鉛合金制成的蓄電池在使用過(guò)程中具有失水少，壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1稱(chēng)取55.61kg、純度為99.9%的銻錠;0.51kg、99X的鈷粉；0.51kg、99.9%的鋁粉；0.51kg、99.9%的硒塊；51g、99.9%的砷；51g、99X的鐿；4992kg、99.99%的鉛錠。把鉛錠和銻錠加入到井式電爐中，升溫，33(TC左右鉛錠開(kāi)始熔化，銻錠逐步溶解到鉛熔融液中。此時(shí)一邊攪拌一邊繼續(xù)升溫，待熔液溫度上升至400°C，用鉛泵將混合熔液抽至合金釜(高碳鋼為主體材料，帶兩根攪拌器)中，打開(kāi)攪拌器，轉(zhuǎn)速調(diào)至1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入稱(chēng)好的鈷粉、鋁粉、硒塊、砷、鐿。待加入金屬全部熔化后，維持1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速，繼續(xù)攪拌30分鐘，形成合金。從合金釜的放鉛口將合金熔液放入鑄錠機(jī)中，冷卻，出合金鉛錠。實(shí)施例2稱(chēng)取56.81kg、純度為99.9%的銻錠；1.02kg、99X的鈷粉；0.51kg、99.9%的鋁粉；0.51kg、99.9%的硒塊；102g、99.9%的砷；51g、99X的鐿；4991kg、99.99%的鉛錠。把鉛錠和銻錠加入到井式電爐中，升溫。33(TC左右鉛錠開(kāi)始熔化，銻錠逐步溶解到鉛熔融液中。此時(shí)一邊攪拌一邊繼續(xù)升溫，待熔液溫度上升至480°C，用鉛泵將混合熔液抽至合金釜中，打開(kāi)攪拌器，轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘，加入稱(chēng)好的鈷粉、鋁粉、硒塊、砷、鐿。待加入金屬全部熔化后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速，繼續(xù)攪拌35分鐘，形成合金。從合金釜的放鉛口將合金熔液放入鑄錠機(jī)中，冷卻，出合金鉛錠。實(shí)施例3稱(chēng)取55.61kg、純度為99.9%的銻錠；0.88kg、99X的鈷粉；0.60kg、99.9%的鋁粉；60g、99.9%的砷塊;55g、99X的鐿，4992kg、99.99%的鉛錠，把鉛錠和銻錠加入到井式電爐中，升溫。33(TC左右鉛錠開(kāi)始熔化，銻錠逐步溶解到鉛熔融液中。此時(shí)一邊攪拌一邊繼續(xù)升溫，待熔液溫度上升至580°C，用鉛泵將混合熔液抽至合金釜中，打開(kāi)攪拌器，轉(zhuǎn)速調(diào)至1500轉(zhuǎn)/分鐘，加入稱(chēng)好的鈷粉、鋁粉、砷塊、鐿。待加入金屬全部熔化后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速，繼續(xù)攪拌85分鐘，形成合金。從合金釜的放鉛口將合金熔液放入鑄錠機(jī)中，冷卻，出合金鉛錠。實(shí)施例4稱(chēng)取56.21kg、純度為99.9%的銻錠；0.90kg、99.9%的鋁粉；0.90kg、99.9%的硒塊；171g、99X的鐿；180g、99.9%的砷塊；4991kg、99.99%的鉛錠。把鉛錠和銻錠加入到井式電爐中，升溫。33(TC左右鉛錠開(kāi)始熔化，銻錠逐步溶解到鉛熔融液中。此時(shí)一邊攪拌一邊繼續(xù)升溫，待熔液溫度上升至650°C，用鉛泵將混合熔液抽至合金釜中，打開(kāi)攪拌器，轉(zhuǎn)速調(diào)至2000轉(zhuǎn)/分鐘，加入稱(chēng)好的鈷粉、鋁粉、硒塊、砷、鐿。待加入金屬全部熔化后，維持2000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速，繼續(xù)攪拌50分鐘，形成合金。從合金釜的放鉛口將合金熔液放入鑄錠機(jī)中，冷卻，出合金鉛錠。實(shí)施例5將實(shí)施例1中制備得到的合金，以下稱(chēng)為Sl合金，在325t:溫度下，澆鑄成120X150X7mm長(zhǎng)寬厚的板柵，放置在比重為1.28g/cm3的硫酸中浸泡，350h后，板柵表面變黑，無(wú)斷裂脫落現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)施例6將實(shí)施例2中制備得到的合金，以下稱(chēng)為S2合金，在325°C溫度下，澆鑄成120X150X7mm長(zhǎng)寬厚的板柵，放置在平整的不銹鋼臺(tái)面上，用截面積110ci^重25N的重錘從0.7米高自由落體正面沖擊合金板柵，反復(fù)17次，板柵斷裂。對(duì)比例1按實(shí)施例2中的方法，純度為99%的鐿添加量改為25g，制得合金，以下稱(chēng)為S3合金，在325t:溫度下，澆鑄成120X150X7mm長(zhǎng)寬厚的板柵，放置在平整的不銹鋼臺(tái)面上，用截面積110cm2重25N的重錘從0.7米高自由落體正面沖擊合金板柵，反復(fù)11次，板柵斷裂。權(quán)利要求一種低銻多元鉛合金，其特征在于，所述的鉛合金包括如下質(zhì)量百分比含量的成分銻1.1-1.8％；砷0.0009-0.004％、鐿0.0009-0.005％；余量為鉛。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銻多元鉛合金，其特征在于，所述的鉛合金包括如下質(zhì)量百分比含量的成分銻1.I-I.5%;石申0.001-0.003%、鐿0.001-0.003%;余量為鉛。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銻多元鉛合金，其特征在于，所述的鉛合金還含有鈷、鋁、硒3種元素中的至少一種，其質(zhì)量百分含量分別是鈷0.009-0.03%、鋁0.009-0.1%、硒:0.009-0.05%。4.一種權(quán)利要求1、2或3所述的低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝按照以下步驟制備A.將鉛錠、銻錠投入到井式電阻爐鉛鍋中，加熱升溫熔化，待呈液體后邊攪拌邊繼續(xù)升溫，直至溫度達(dá)到400-80(TC，得到鉛銻合金熔液；B.用鉛泵將鉛銻合金熔液抽至合金釜中，一邊攪拌一邊加入其余合金原料，原料全部熔化后，攪拌速率控制在1000-2000轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌時(shí)間15-120分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的"A"步驟中，溫度控制在400-650°C。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的"A"步驟中，溫度控制在550-650°C。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的"B"步驟中，原料全部熔化后，繼續(xù)攪拌時(shí)間控制在30-50分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低銻多元鉛合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的"B"步驟中，繼續(xù)攪拌時(shí)間控制在35分鐘。9.權(quán)利要求1、2或3所述的低銻多元鉛合金在鉛酸蓄電池的板柵和匯流排中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種低銻多元鉛合金及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用。該低銻多元合金中含有銻1.1-1.8％；砷0.0009-0.004％；鐿0.0009-0.005％；余量為鉛。另外，還可含有鈷、鋁、硒中的至少一種，其質(zhì)量百分含量分別是鈷0.009-0.03％、鋁0.009-0.1％、硒0.009-0.05％。該合金的生產(chǎn)工藝為先把電解鉛和銻錠放置在井式電阻爐中熔化，至溫度400-800℃，然后用鉛泵將液態(tài)的鉛銻合金抽到合金釜中，邊攪拌冷卻邊加入其他合金。本發(fā)明所生產(chǎn)出的低銻多元鉛合金應(yīng)用于鉛酸蓄電池的板柵和匯排流中，具有易鑄造，機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)；并且，制成的蓄電池在使用過(guò)程中失水少，壽命長(zhǎng)。文檔編號(hào)C22C1/02GK101792873SQ201010133258公開(kāi)日2010年8月4日申請(qǐng)日期2010年3月26日優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日發(fā)明者徐進(jìn),王青,陳小山,陳懷平申請(qǐng)人:如皋市天鵬冶金有限公司