СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СВИНЦА И ЕГО СПЛАВОВ С СУРЬМОЙ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению свинцовых сплавов с сурьмой, медью и теллуром, которые могут использоваться для изготовления оболочек электрических кабелей и пластин аккумуляторов.
Сущность изобретение заключается в том, что, сплав свинца с сурьмой нагревают до температуры 700-750 °С, затем вводят медь или теллур в виде их лигатур со свинцом из расчёта 0,01 – 0,5 мас.%. Расплав дегазируют, снимают шлак и разливают изделия.
Таким образом, скорость коррозии сплавов по заявляемому способу на 15-25% меньше, чем у сплавов, полученных по известным способам, что обеспечивает продлении срока службы изделий из них на 15-25%.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к металлургии свинца и его сплавов, используемых для изготовления оболочек электрических кабелей и пластин аккумуляторов.
Известны способы повышения коррозионной устойчивости свинцовых сплавов, содержащих различные элементы. Так, сплав свинца с таллием (1÷1.5%), сурьмой (1.2÷0.5%) и кобальтом (0.02÷0.05%) [1]; сплав свинца с сурьмой и серебром (0.6%), мышьяком (0.2%) и селена (0.01%)[2]; сплав свинца с таллием (1%) и один элемент из группы бериллий, кальций, стронций, барий (0.1÷0.15%) [3]; сплав свинца с серебром (1%) и алюминием [4].
Прототипом заявляемого изобретения является способ получения сплава свинца с сурьмой состава (Pb+2.5÷4.5%Sb+2.5%As). Способ включает расплавление свинца, поэтапное введение сурьмы и мышьяк в виде их лигатур [5] .
Данный сплав содержит от 2.5 до 4,5 мас% сурьмы и предназначен для изготовления решеток свинцовых аккумуляторов.
Известный состав сплава свинца с сурьмой дополнительно легированные мышьяком не обеспечивают должный уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов
Легирование свинца одним или более элементом из группы медь, теллур по предлагаемому изобретению является экономическими выгодным, т.к. указанные металлы производятся в Республики Таджикистан и являются не дорогими. Кроме того, эти металлы обеспечивают высокий уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов с сурьмой.
Целью изобретения является разработка способа повышения коррозионной устойчивости свинца и его сплавов, что достигается дополнительным введением в расплав свинца с сурьмой меди или теллура в количествах 0,01-0,5 мас.%. Медь и теллур являясь модификатором структуры свинцовых сплавов при их кристаллизации измельчают зерно и тем самым способствуют повышению их коррозионной стойкости и механических свойств.
Сплавы для исследования получают в шахтной лабораторной печи типа СШОЛ (Сопротивление шахтное опытное лабораторное) из металлического свинца марки С2 (ГОСТ 3778-98) и его лигатур с сурьмой (5 мас.% сурьмы), медью (2 мас.%), теллуром (1 мас.%). Сплав свинца с сурьмой нагревают до температуры 700-750 °С. Затем вводят медь или теллур в виде их лигатур со свинцом из расчёта 0,01 – 0,5 мас.%. Расплав дегазируют, снимают шлак и разливают изделия.
Введения в свинец и его сплавов меди или свинца способствуют образованию на его поверхности защитной пленки, обладающий хорошей прочностью и не имеющей пористости, что обеспечивает повышение коррозионной стойкости, в среде электролита NaCl различной концентрации. Данные таблицы свидетельствуют о преимуществе предложного способа перед известным. Заявляемый способ апробирован неоднократно в лабораторных условиях.
Изобретение иллюстрируется следующим примером. Составы сплавов свинца с сурьмой, медью и теллуром приведенные в таблицы, сплавляют при 700-750°С в печах сопротивления. Расплав перемешивают, снимают шлак, и отбирают пробу для химического анализа, исследования коррозионных и электрохимических свойств. Образцы для исследования коррозионно-электрохимических свойств имели цилиндри-ческую форму длиной 100-120 мм и диаметром 8-10 мм. Исследования проводилось, в среде электролита NaCl потенциодинамическим методом на потенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/с. В качестве электрода сравнения использовали хлорид-серебряный электрод, а в качестве вспомога-тельного – платиновый электрод. Потенцио-динамические кривые снимали следующим образом: от стационарного потенциала, который снимали после выдержки электрода в растворе NaCl 1 час, шли в анодную область до значения тока -5мА, затем обратным ходом достигали потенциала коррозии, после чего заходили в глубокую катодную область до значения потенциала Е=-1.6В, и обратным ходом до значения тока, равного нулю, далее снимали ход анодной кривой до значения тока 5мА. Анодные кривые обрабатывались. Скорость коррозии и электрохимические характеристики сплава свинца ССу3 с медью и теллуром обобщены в таблице.

Таблица. Скорость коррозии свинцового сплава ССу3 (Pb+3%Sb), легированного медью, теллуром и алюминием, в среде электролита 0.03%-ного NaCl, согласно предлагаемых и известных способов

Сплавы, полученные по заявляемому Содержание меди или теллура, алюминия, мас.% Скорость коррозии
и известному составов
iкор.10-2 К∙10-3
А/М2 г/м2∙ч
Свойства сплавов полученных по заявляемому способу 0.1%Cu 0,72 13,89
0.5%Cu 0,68 13,12
0.1%Te 0,70 13,51
0.5%Te 0,67 12,12
По известному патенту Великобритании №1347629 от 20.02.1974г. Pb+3%Sb 0,80 15,44
Pb+3%Sb+2.5%As 0,98 18,25

Как видно из табл. коррозионная устойчивость свинцовых сплавов с медью полученных по заявляемому способу больше на 15% и на 25% у сплавов с теллуром (меньше скорость коррозии). Заявляемый способ обеспечивает получение сплавов свинца с большей коррозионной устойчивостью, чем у известных способов.
Скорость коррозии сплавов по заявляемому способу на 15-25% меньше, чем у сплавов, полученных по известным способам, что обеспечивает продлении срока службы изделий из них на 15-25%.
Промышленная применимость предложен-ного сплава на основе свинца с сурьмой, медью, теллуром заключается в том, что его можно использовать в качестве материала для защитной оболочки силовых кабелей, пластин аккумуляторов и др. целей.

1. Авторское свидетельство СССР №369164 от 1973г.;
2. Патент США №2678390 от 1955г.;
3. Авторское свидетельство СССР №309966 от 1471г.;
4. Авторское свидетельство СССР №473756 от 1975г.;
5. Патент Великобритании №1347629 от 20.02.1974г.