СПЛАВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению свинцовых сплавов с сурьмой, кадмием, которые могут использоваться для изготовления оболочек электрических кабелей и пластин аккумуляторов.
Сплав на основе свинца, содержащий сурьму, отличающийся тем, что для повышения коррозионной стойкости дополнительно содержит кадмий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сурьма 0.4 - 5.0
Кадмий 0.01 - 0.5
Свинец Остальное.

Изобретение относится к сплавам на основе свинца, которые могут использоваться для производства анодов при электрохимическом производстве металлов, в аккумуляторной промышленности и кабельной техники в качестве защитной оболочке силовых и телефонных кабелей.
Известными аналогами к заявляемому сплаву свинца с сурьмой являются сплавы на основе свинца, содержащие, мас.%, сурьма - 0.2; медь - 0.5: теллур - 0.05; свинец - остальное [1,2]. Также известен сплав следующего химического состава, мас.%: сурьма - 0.2; медь - 0.05; теллур - 0.05; галлий - 0.005 ÷ 0.1; свинец - остальное [3].
Известны многочисленные свинцовые сплавы различного назначения, в том числе сплавы на основе свинца с сурьмой, которые включены в ГОСТ 1292-81. Среди этих сплавов наиболее близким (прототипом) к заявляемому изобретению являются сплавы марок ССу, ССу2, ССу3 по ГОСТу 1292 - 81, содержащих 0.4 - 5.0 мас.% сурьмы [4].
В качестве прототипа нами выбран сплав свинца с сурьмой марки ССу3 (ГОСТ1292 - 81), который по химическому составу является близким к заявляемому сплаву, т.е. содержит 2.5 - 3.5 мас.% сурьмы [4].
Известные свинцовые сплавы, содержащие сурьму и других легирующих компонентов характеризуются значительно меньшим уровнем коррозионной стойкости и соответственно не обеспечивают должный уровень долговечности изготавливаемых из них изделий.
Целью изобретения является разработка несложного по составу свинцового сплава обладающего достаточно высоким уровнем коррозионной стойкости. Для достижения данной цели в сплав свинца с сурьмой (0.4-5.0%) дополнительно вводится кадмий, при следующем соотношении компонентов, мас.%.
Сурьма 0,4 - 5,0
Кадмий 0,01 - 0,5
Свинец остальное.
Пример получения сплавов
Изобретение может быть осуществлено путём синтеза заявленного сплава, заключающегося в следующем: в нагретую до температуры 650 °C расплав свинца первоначально вводят металлическую сурьму из расчета 0.4 - 5.0 мас.%), удаляют шлак, и после этого вводят металлический кадмий из расчёта (0.01-0.5 мас.%). Снова удаляют шлак и отливают образцы для исследования коррозионных свойств. Плавка сплавов проводится в шахтных лабораторных печах типа СШОЛ. Из полученных сплавов отливают образцы для коррозионно-электрохимических исследований цилиндрической формы диаметром 8мм и длиной 100-140мм.
Торцевая часть полученных таким образом образцов (электроды) шлифуются, полируются до зеркального состояния, затем промывают и обезжириваются спиртом и погружаются в электролит 3%-ного NaCl.
Исследования коррозионно-электрохимических свойств сплавов проводилось потенциостатическим методом на потенцисотате ПИ - 50 - 1.1 при скорости развёртки потенциала 2 мВ/с. В качестве электрода сравнения использовали хлорид-серебряный, а в качестве вспомогательного платиновый электрод.
Химический состав и коррозионно-электрохимические свойства заявляемого сплава и прототипа, в среде электролита 3%-ного NaCl приведены в таблице. Видно, что заявляемые сплавы отличаются значительно меньшей скоростью коррозии и соответственно являются боле коррозионностойкими. Если скорость коррозии сплава ССу3 (прототип) составляет 19.10 г/м2.час, в среде электролита 3%-ного NaCl, то у сплава ССу3, содержащего 0.5 мас.% кадмия данный показатель равняется 10.61 г/м2.час, что почти в 2 раза меньше.
Таблица
Коррозионно-электрохимические характеристики сплава свинца с сурьмой
марки ССу3 с кадмием, в среде электролита 3%-ного NaCl.

Содержание
кадмия в сплаве
ССу3, мас.% Скорость коррозии Электрохимические
потенциалы (х.с.э.), В
К.10-3,
г/м2·час iкор.10-2
А/м2 ˗ Есв.кор. ˗ Еп о. ˗ Ер.п
0,01 12,93 0,67 0,520 0,300 0,380
0,05 11,96 0,62 0,512 0.280 0,380
0,1 11,19 0,58 0,505 0,268 0,370
0,5 10,61 0,55 0,500 0.257 0,358
Сплав ССу3
(прототип) 19,10 0,99 0,540 0,358 0,470
Примечание:
k - скорость коррозии;
iкор. - плотность тока коррозии;
- Есв.кор. - потенциал свободной коррозии;
- Еп о - потенциал питтингообразования;
- Ер.п.. - потенциал репассивации.
Это показывает, что при изготовлении защитных оболочек кабелей из заявляемого сплава можно на 30-40% уменьшить толщину, и соответственно металлоемкость единицы изделий и получить существенный экономический прибыл.

1. Патент Японии №45 - 1555, класс. 10Р4, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР №170692, 1964.
3. Авторские свидетельство СССР №1542063, 1988.
4. Сплавы свинцово-сурьмянистые. ГОСТ 1292-81.