[发明专利]经混合稀土金属变质处理的铅钙锡合金

说明书

本发明属于有色金属材料领域。

铅-钙-锡合金是免维护蓄电池板栅用合金材料。该合金由于pb-CaPb3在硫酸介质中的微电池作用，降低了铅在硫酸电解液（比重1.28克/立方厘米）中的抗腐蚀性，本发明便是针对这一缺点，对铅-钙-锡合金加入混合稀土金属进行变质处理，得到了一种新型免维护蓄电池板栅用的合金材料。

本发明利用混合稀土金属对铅-钙（0.1）-锡（0.3）合金进行变质处理后，可使一次枝晶变态，并有利于除去铅基体中的其它杂质元素，净化晶粒边界，显著地提高了铅-钙-锡合金的耐腐蚀能力。

本发明要点如下：

1.在熔化炉内将电解铅于340℃左右熔化，按合金含锡0.2-0.3%加入锡，升温至630℃，按合金含铝0.02-0.1%加入铝，降温至580℃后分别按合金含钙0.06-0.13%加入钙和合金含稀土金属0.01-0.1加入混合稀土金属，搅拌30分钟，静置30分钟，除去浮渣，于400-460℃铸锭或铸成板栅。

本合金也可以用母合金配制。

2.合金配制和铸造均在空气中进行，无须氮气或惰性气体保护，合金中主元素-钙的含量稳定，与配制及铸造时间无关。

3.QR2-270型倾斜式电阻炉以每炉700-1000公斤规模配制本合金，直收率大于98%。

4.本发明合金的机械强度和硬度的关系，可用下述公式近似计算σb＝1.26+0.27H_β

5.本发明合金在硫酸电解液（d＝1.28克/立方厘米）中的耐腐蚀率高于普通铅-锑合金和未变质处理的铅-钙-锡合金。

6.本发明合金流动性好，能在工厂的生产条件下顺利铸成板栅，其强度、硬度均能满足蓄电池生产工艺的要求。

实例

1.合金配制工艺

在QR2-270倾斜式电阻炉内于340℃左右熔化电铅700公斤，加入金属锡2100克，升温至630℃熔化金属铝350克，降温至580℃加入金属钙700克及混合稀土金属350克，搅拌30分钟，静置30分钟，除去浮渣，于400-460℃铸合金锭691.55公斤，直收率98.18%。

合金成份：（%）

钙0.11，锡0.23，铝0.034，稀土0.02，铅余量。

2.本发明合金的机械性能：

抗拉强度：40.3-51.9MPa

硬度：10.55公斤/平方毫米

延伸率：40%

3.本发明合金在空气中熔化后每1.5小时取样分析所得的钙含量如下：

0小时：0.095    1.5小时：0.091

3小时：0.095    4.5小时0.115

6小时：0.100

4.本发明合金在硫酸电解液（d＝1.28克/立方厘米）中恒电位96小时后的耐腐蚀率比铅-锑合金提高89%，比未经变质处理的铅-钙-锡合金提高16%。

5.本发明合金在工厂条件下铸造的汽车起动型板栅的厚度为1.5毫米，1.8毫米，2.0毫米，其硬度为12.15公斤/平方毫米。铸造的摩托车起动型板栅其硬度为7.69公斤/平方毫米。

6.本发明合金制造的各类蓄电池板栅均按铅-锑合金蓄电池常规工艺进行涂片，化成和组装。

7.（1）利用本发明合金制造的板栅组装的3-0-120汽车起动型蓄电池，容量符合GB-5008-85标准，500小时的水损耗为1.085克/安时C20，51天放置后的自放电为：300安放电30秒后，单格电压1.42伏。

（2）利用本发明合金制造的板栅组装的3-MA-10摩托车蓄电池经10、20、30周充放电循环寿命试验，平均放电时间为11分19秒-19分钟，均超过11分钟的技术要求。