[发明专利]一种蓄电池正板栅的合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池的生产技术领域，具体而言，尤其涉及一种蓄电池正板栅的合金材料及其制备方法。

背景技术

目前，现有的阀控式和免维护式铅酸蓄电池常用的板栅合金为Pb-Ca-Sn-Al四元合金或含有Pb-Ca-Sn-Al四种元素的多元合金。与Pb-Sb合金相比，Pb-Ca合金可铸造性、机械性能、板栅与活性物质结合性能、耐腐蚀性能均较差。尤其是Pb-Ca正板栅合金，Ca含量通常在0.08％左右，浇铸出的正板栅的合金晶粒较大，形成的边界相对较少。因此，与Pb-Sb合金相比，板栅与活性物质结合力相对较差。现有技术中，为了解决板栅与活性物质结合力差这个问题，通常是在Pb-Ca合金中通过增加Ca的含量进行弥补，如负板栅通常采用Ca含量不低于1％的合金，因为提高Ca的含量，合金流动性增加，制作出的板栅微观结构较为精细。但是，提高Ca含量会在Pb-Ca合金中形成二元Pb₃Ca相，耐腐蚀性能较差，而蓄电池使用寿命很大程度上取决于正板栅的耐腐蚀性能，因此通过提高Ca的含量来提高板栅与活性物质结合性能的方法尤其不适合用于正板栅合金。

此外，由于Ca亲氧而很容易被空气中的氧气氧化，造成Ca烧损。为了降低Ca烧损，常常向Pb-Ca合金中加入Al，熔融后Al形成液膜覆盖于合金液表面，从而阻断Pb与氧气接触。但是，铅液中加入Al会产生很多问题，如必须使用高温，而使用高温会造成铸造出的板栅微观结构中产生大量气孔和收缩孔。同时，高温也会破坏铅炉中的铁金属元件，以及缩短铅泵使用寿命等。并且，Al夹杂在合金铅液中冷却后，会在合金铅液中形成金属Al颗粒，从而产生了潜在的板栅腐蚀断裂的问题。因此，现有Pb-Ca-Sn-Al四元合金或含有Pb-Ca-Sn-Al四种元素的多元合金已无法满足高性能铅酸蓄电池生产需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可铸造性能、机械性能、耐腐蚀性能佳的蓄电池正板栅的合金材料。同时，还提供了该种合金材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种蓄电池正板栅的合金材料，包括铅、钙、锡，还包括铜，当制备平板式正板栅的合金材料时，由以下重量百分比组成，钙：0.10％～0.13％；锡：0.30％～0.60％；铜：0.02～0.04％；铅：余量；当制备管式正板栅的合金材料时，由以下重量百分比组成，钙：0.10％～0.13％；锡：1.00％～1.30％；铜：0.02～0.04％；铅：余量。

一种蓄电池正板栅的合金材料，包括铅、钙、锡，其特征在于，还包括铜合金，当制备平板式正板栅的合金材料时，由以下重量百分比组成：钙：0.10％～0.13％；锡：0.30％～0.60％；铜：0.02～0.04％；铅和铜合金中的其它元素：余量；当制备管式正板栅的合金材料时，由以下重量百分比组成：钙：0.10％～0.13％；锡：1.00％～1.30％；铜：0.02～0.04％；铅和铜合金中的其它元素：余量。

同时，本发明还提供了一种蓄电池正板栅的合金材料的制备方法，包括以下步骤：

A、将铜或铜合金用铅箔密封后待用；

B、称取80％铅锅容积量的铅锭，加热至熔化，；

C、将铜或铜合金压入所述铅锅的锅底，熔化后搅拌均匀；

D、将钙块压入所述铅锅的锅底，熔化后搅拌均匀；

E、待所述铅锅内的温度降至400～430℃捞取所述铅锅表面的铅渣，当制备平板式正板栅的合金材料时，按加铅量的0.30％～0.60％来加入锡锭，当制备管式正板栅的合金材料时，按加铅量的1.0％～1.3％加入锡锭，熔化后再搅拌均匀。

F、出料铸锭。

在本发明的一种实施例中，当制备平板式正板栅的合金材料并在步骤C中加入铜熔炼时，所述钙占合金总重量的0.1％～0.13％，所述锡占合金总重量的0.3％～0.6％，所述铜占合金总重量的0.02～0.04％，余量为铅。

在本发明的一种实施例中，当制备平板式正板栅的合金材料并在步骤C中加入铜合金熔炼时，所述钙占合金总重量的0.1％～0.13％，所述锡占合金总重量的0.3％～0.6％，所述铜占合金总重量的0.02～0.04％，余量为铅和铜合金中的其它元素。

在本发明的一种实施例中，当制备管式正板栅的合金材料时并在步骤C中加入铜熔炼时，所述钙占合金总重量的0.1％～0.13％，所述锡占合金总重量的1.0％～1.3％，所述铜占合金总重量的0.02～0.04％，余量为铅。