Строительные машины и оборудование, справочник






Свинец, сурьма и их сплавы


Категория:
   Автомобильные аккумуляторы


Свинец, сурьма и их сплавы

Свинец. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи широко известны и длительное время выпускаются промышленностью. Залогом высокого качества аккумуляторов является надежный выбор исходных материалов и совершенная технология изготовления. Характерной особенностью производства свинцово-кислотных батарей является применение в качестве основного сырья, используемого для изготовления деталей, дорогих и дефицитных цветных металлов — свинца, сурьмы и их сплавов.

Физические свойства свинца. Свинец (РЬ) — химический элемент четвертой группы периодической системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 82, атомный вес 207,21, валентность 2 и 4, в больших количествах применяется в аккумуляторной промышленности. Свинец — синевато-серый металл, удельный вес его, в твердом виде составляющий 11,3 г/см3, уменьшается при расплавлении в зависимости от температуры.

Свинец очень жидкотекучий металл, его вязкость лишь в два раза превышает вязкость воды. Самый пластичный среди металлов, он хорошо прокатывается до тончайшего листа и легко куется. Свинец легко подвергается механической обработке, относится к числу легкоплавких металлов, при сравнительно низкой температуре обладает заметной летучестью, которая возрастает при ее повышении. Чистый свинец плавится при температуре 327,4 °С, температура кипения 1525°С, удельная теплоемкость 133 Дж/кг, теплота плавления 23,6 кДж/кг. При переходе из жидкого состояния в твердое свинец сокращается в объеме на 3,5% и поэтому плохо заполняет форму. При температуре, близкой к точке плавления, свинец делается очень хрупким и легко крошится. Пары свинца, свинцовая пыль и оксиды его имеют сладковатый вкус и действуют на организм человека как медленный яд.



Важнейшие свойства этого элемента — весьма малая тепло- и электропроводимость, составляющие 7,5% от аналогичных характеристик серебра, принимаемых за 100 %. По сравнению с медью тепло- и электропроводимость свинца меньше в 10 раз.

В свинце всегда находится некоторое количество примесей: медь, мышьяк, сурьма, олово, железо, висмут и натрий. Большинство этих примесей являются нежелательными, так как уменьшают срок службы и емкость аккумуляторных батарей. Поэтому свинец, применяемый для изготовления деталей аккумуляторных батарей, должен содержать как можно меньше загрязняющих примесей. В аккумуляторной промышленности применяют свинец марок СО, С1 и С2 по ГОСТ 3778—77, в котором указывается содержание примесей для каждой марки свинца.

Химические свойства свинца. В сухом воздухе свинец не изменяет химические свойства и сохраняет металлический блеск. Во влажном и содержащем углекислый газ воздухе он тускнеет, покрываясь пленкой оксидов. Расплавленный свинец в присутствии воздуха медленно окисляется, превращаясь в РЬО (глет). Известны и другие соединения свинца с кислородом, в частности РЬ203 и РЬ304. Все оксиды, кроме РЬО, при повышенных температурах разлагаются на оксид свинца и кислород. Свинец — химически стойкий элемент. Следует отметить, что чистая вода, не содержащая кислород, не действует на свинец. Обычная вода, в составе которой находятся кислород и различные соли, образуют на его поверхности плотную корку нерастворимых осадков.

Свинец очень стоек по отношению к серной кислоте, концентрированная H2S04 растворяет его лишь при температуре выше 200 °С. Сернокислые соли калия, натрия, железа и меди не оказывают на него заметного действия. Не разрушается свинец также в растворах соды, цианистого калия, в минеральных маслах. Свинец весьма устойчив по отношению к сернистому газу (S02). Лучшим растворителем его является азотная кислота, особенно разбавленная.

Сурьма. Сурьма представляет собой металл серебристо-белого цвета с сильным блеском, кристаллического строения. В противоположность свинцу — это твердый металл, но очень хрупкий и легко дробящийся на куски. Сурьма значительно легче свинца, ее удельный вес 6,7 г/см3. Температура плавления 630,5 °С, теплота плавления 101,3 кДж/кг, а температура кипения 1440 °С. При обычной температуре сурьма не окисляется на воздухе, если же нагреть ее выше точки плавления (630,5 °С), то она горит синеватым пламенем, образуя белый дым, состоящий из оксидов сурьмы.

С кислородом сурьма образует несколько соединений, которые в зависимости от количества кислорода, связанного с одинаковым количеством сурьмы, называются: трехокись, четырехокись и пятиокись сурьмы. Вода и слабые кислоты на сурьму не действуют. Она медленно растворяется в крепкой соляной и серной кислотах. Важной особенностью сурьмы является ее способность образовывать сплавы с большинством металлов, особенно с тяжелыми металлами, например свинцом. Сплавы сурьмы со свинцом имеют повышенную твердость, но при слишком высоком содержании сурьмы они становятся хрупкими. В аккумуляторных батареях в качестве добавки к сплаву токоотводов применяют сурьму по ГОСТ 1089—82.

Сплавы для токоотводов свинцовых аккумуляторных батарей. Сплавы, предназначенные для изготовления токоотводов свинцовых батарей, должны удовлетворять ряду требований: они должны прежде всего обеспечивать минимальное газовыделение при заряде и хранении аккумулятора, а также малую скорость саморазряда. Сплавы должны обладать достаточно высокими механическими характеристиками и высокой технологичностью, позволяющей осуществлять отливку токоотводов сложной конфигурации при сравнительно малой толщине. Сплавы, как и во всех других случаях, должны характеризоваться достаточной коррозионной стойкостью, отличаться низкой стоимостью, недефицитностью исходных материалов и достаточной электропроводностью. Чистый свинец не вполне отвечает этим требованиям, так как имеет низкие механические характеристики и литейные свойства.

Добавка сурьмы к свинцу существенно изменяет некоторые физические свойства сплава, а именно: повышает механическую прочность и коррозионную стойкость. Для отливки аккумуляторных токоотводов используют сплав, в котором сурьмы содержится от 5,0.Тонкие токоотводы отливают из сплава с большим содержанием сурьмы. Остальные детали аккумуляторных батарей (МЭС, баретки, выводные клеммы и так далее) отливают обычно из свинцово-сурьмянистого сплава с содержанием сурьмы от 3,0 до 5,0%. Свинцово-сурьмянистый сплав меньше подвержен электрохимической коррозии. Он более тверд, чем чистый свинец, обладает лучшими литейными свойствами. Поэтому для отливки токоотводов и деталей применяют не чистый свинец, а сплав его с сурьмой.

Однако свинцово-сурьмянистый сплав не свободен от ряда существенных недостатков. Так, в процессе эксплуатации свинцовых аккумуляторных батарей имеет место повышенный саморазряд аккумуляторов, связанный с переносом сурьмы с положительного электрода на поверхность отрицательного и вызывающий некоторое повышение электрического сопротивления. Недостатки свинцово-сурьмянистого сплава, обусловленные влиянием сурьмы на поведение электродов (саморазряд), привели к разработке, созданию и внедрению в производство малосурьмянистых и бессурьмянистых свинцово-кальциевых сплавов.

В настоящее время для отливки токоотводов стартерных батарей в большинстве случаев вместо обычного свинцово-сурьмянистого сплава, содержащего 5,0—7,0% сурьмы, применяют малосурьмянистые сплавы, содержащие 3,0 — 5,0% сурьмы, легированные мышьяком. Эти сплавы изготавливают централизованным путем и поставляют на аккумуляторные заводы. Такие сплавы отличаются более высокой коррозионной стойкостью и применяются в аккумуляторах, где срок службы ограничивается преждевременным разрушением токоотводов положительного электрода. Свинцово-кальциевые сплавы, содержащие 0,06—0,1% кальция, нашли применение, главным образом, в герметизированных конструкциях свинцово-кислотных батарей и стационарных аккумуляторах. Они имеют определенные преимущества в условиях, где требуется работа в режиме подзаряда с очень малым пределом допустимых колебаний напряжения. Саморазряд таких аккумуляторов очень низкий, и ток подзаряда, необходимый Для поддержания полной заряженности батареи при нормальном подзаряди должен быть около 2,5 мА на каждые 100 А-ч емкости батареи. В стартерных свинцово-кислотных батареях свинцово-кальциевый сплав нашел применение только при изготовлении токоотводов отрицательных электродов.

При создании необслуживаемых свинцово-кислотных батарей применяются низколегированные свинцово-сурьмянистые сплавы, содержащие 1,5—2,0% сурьмы и добавки кадмия, селена, мышьяка, олова, меди и др. Однако следует иметь в виду, что компенсирование снижения сурьмы в сплаве путем введения значительных количеств остродефицитных металлов олова и кадмия для нас не приемлемо. Поэтому представляется целесообразным, наряду с использованием низколегированных свинцово-сурьмянистых сплавов, применять в отечественных необслуживаемых стартерных батареях сплав с содержанием только 1,5—2,0 % сурьмы, а для сообщения материалу токоотводов необходимой механической прочности применять метод просечно-вытяжной технологии.

Читать далее:

Категория: - Автомобильные аккумуляторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Правила санитарии и оказание первой помощи
Правила техники безопасности при заряде аккумуляторных батарей
Правила техники безопасности при работе с серной кислотой
Правила техники безопасности при техническом обслуживании и ремонте аккумуляторных батарей
Техника безопасности при обслуживании и ремонте аккумуляторных батареи
Свинцовые аккумуляторы для электромобилей
Внедрение необслуживаемых аккумуляторных батарей
Приведение батарей в рабочее состояние после ремонта
Оборудование мастерской по ремонту аккумуляторных батарей
Мастерская по ремонту аккумуляторных батарей


Остались вопросы по теме:
"Свинец, сурьма и их сплавы"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы