Изобретение относится к области металлургии, в частности к металлургии свинца и его сплавов, используемых для изготовления оболочек электрических кабелей и пластин аккумуляторов.
Известно способ улучшения коррозионной устойчивости свинца и его сплавов [1]. Способ заключается в обработке расплава свинца и его сплавов алюминием. Недостатком способа является, то что с жидким свинцом алюминий не взаимодействует. Отсюда он не может значительно повышать коррозионную стойкость свинца.
Прототипом заявляемого способа является способ улучшения коррозионной устойчивости свинца, легированием празеодимом [2]. Данный способ включает обработку нагретого до 700-7500С расплава свинца, после полного расплавления свинца и его нагрева до 600оС поэтапно вводятся лигатуры, первоначально с сурьмой из расчёта 0,01-0,8%, 0,001-0,2 мас.% меди и 0,001-0,2 мас.% теллур. Далее расплав нагревается до 700 – 750 0С, снимается шлак и вводится количество празеодима в виде его лига-туры со свинцом в количестве 0,005-0,5 мас. %.
Процесс легирование свинца празеодимом является очень дорогостоящей процедурой, т.к. металлический празеодим является дорогим металлом и к тому, же не обеспечивает нужный уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов.
Легирование свинца одним элементом из группы кальций, стронций, барий согласно заявляемым способом является экономическими выгодным, и являются не дорогим, так как эти металлы производятся в Республике Таджикистан, и они обеспечивают высокий уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов с сурьмой.
Целью изобретения является разработка способа повышения коррозионной стойкости свинцовых сплавов. Цель достигается дополнительным введением в сплав свинца кальция или стронция или бария в количествах 0,01-0,5 масс.%. Щелочноземельные металлы, являясь модификатором структуры свинцовых сплавов при их кристаллизации измельчают зерно и тем самым способствуют повышению их коррозионной стойкости и механических свойств.
Сущность изобретения, заключается в том, что сплавы получают в шахтной лабораторной печи типа СШОЛ (Сопротивление шахтное опытное лабораторное) из металлического свинца марки С2 и его лигатур с сурьмой (5 мас.% сурьмы), медью (2мас.%), теллуром (1 мас.%) и щелочноземельными металлами (5 мас.%). Сплавы свинца с сурьмой (0,01-5,0%) или медью (0,001-0,2%) или теллуром (0,001-0,2%) или со всеми указанными элементами нагревают до температуры 700-750 0С. Затем вводят один металл из группы кальций, стронций, барий в виде их лигатур с свинца в количестве 0,01 – 0,5 мас.%. Расплав дегазируют, снимают шлак и разливают изделия.
Введения в свинец и его сплавов щелочноземельного металла способствует образованию на его поверхности защитной пленки, обладающий хорошей прочностью и не имеющей пористости, что обеспечивает повышение коррозионной стойкости, в среде электролита NaCl, различной концентрации.
Пример: Для получения сплавов использовали свинец марки С2 (ГОСТ 3778-98). Составы сплавов свинца с сурьмой и кальция или стронция или бария приведенные в таблице, сплавляют при 700-7500С 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 цилиндрическую форму длиной 100-120мм и диаметром 8-10мм. Исследования проводилось в среде электролите NaCl потенциодинамическим методом на потенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развёртки потенциала 2мВ/с. В качестве электрода сравнения использовали хлоридсеребряный электрод, а в качестве вспомогательного – платиновый электрод. Потенциодинамические 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 глубокого 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 сплавов обобщены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Коррозионно-электрохимические характеристики сплава ССу3 (Pb+3%Sb), легированного кальцием, стронцием и барием, в среде электролита 3%-ного NaCl
|
Содержание кальция или стронция или бария в сплаве ССу3, мас.%
|
Электрохимические потенциалы (х.с.э.), В
|
Скорость коррозии
|
|
-Есв.кор.
|
-Екор.
|
-Еп.о.
|
-Ерп.
|
iкор.10-2
|
К∙10-3
|
|
А/м2
|
г/м2∙ч
|
|
-
|
0,502
|
0,680
|
0,318
|
0,400
|
0,99
|
19,10
|
|
0.01 Ca
|
0,534
|
0,664
|
0,316
|
0,400
|
0,78
|
15,05
|
|
0.05Ca
|
0,532
|
0,660
|
0,306
|
0,390
|
0,75
|
14,47
|
|
0.1Ca
|
0,530
|
0,654
|
0,290
|
0,376
|
0,71
|
13,70
|
|
0.5Ca
|
0,527
|
0,651
|
0,280
|
0,360
|
0,67
|
12,93
|
|
0.01 Sr
|
0,530
|
0,658
|
0,350
|
0,460
|
0,95
|
18,33
|
|
0.05Sr
|
0,526
|
0,654
|
0,330
|
0,440
|
0,92
|
17,75
|
|
0.1Sr
|
0,525
|
0,651
|
0,320
|
0,430
|
0,87
|
16,79
|
|
0.5Sr
|
0,522
|
0,648
|
0,310
|
0,410
|
0,82
|
15,82
|
|
0.01 Ba
|
0,525
|
0,652
|
0,310
|
0,395
|
0,72
|
13,89
|
|
0.05 Ba
|
0,523
|
0,648
|
0,300
|
0,390
|
0,67
|
12,93
|
|
0.1 Ba
|
0,520
|
0,645
|
0,290
|
0,380
|
0,60
|
11,58
|
|
0.5 Ba
|
0,517
|
0,641
|
0,285
|
0,380
|
0,56
|
10,80
|
Данные таблицы 1 свидетельствуют о преимуществе предложенного способа перед известным. Заявляемый способ апробирован неоднократно в лабораторных условиях.
Таблица 2
Коррозионно-электрохимические характеристики сплавов свинца c празеодимом, в среде электролита 3%-ного NaCl (прототип)
|
Содержание празеодим, мас.%
|
Электрохимические потенциалы (х.с.э.), В
|
Скорость коррозии
|
|
-Есв.кор.
|
-Екор.
|
-Еп.о.
|
-Ерп.
|
iкор.10-2
|
К∙10-3
|
|
А/м2
|
г/м2∙ч
|
|
0.005
|
0,535
|
0,776
|
0,425
|
0,500
|
0,90
|
17,37
|
|
0.01
|
0,527
|
0,752
|
0,410
|
0,480
|
0,82
|
15,82
|
Сравнение данных таблиц 1 и 2 показывает, что коррозионная стойкость сплавов согласно заявляемого способа на много больше (меньше скорость коррозии), чем по известному способу (прототип).
Скорость коррозии сплавов полученных по заявляемому способу на 50-70% меньше, чем у известного способа
Изобретение относится к области металлургии, в частности к металлургии свинца и его сплавов, используемых для изготовления оболочек электрических кабелей и пластин аккумуляторов.
Известно способ улучшения коррозионной устойчивости свинца и его сплавов [1]. Способ заключается в обработке расплава свинца и его сплавов алюминием. Недостатком способа является, то что с жидким свинцом алюминий не взаимодействует. Отсюда он не может значительно повышать коррозионную стойкость свинца.
Прототипом заявляемого способа является способ улучшения коррозионной устойчивости свинца, легированием празеодимом [2]. Данный способ включает обработку нагретого до 700-7500С расплава свинца, после полного расплавления свинца и его нагрева до 600оС поэтапно вводятся лигатуры, первоначально с сурьмой из расчёта 0,01-0,8%, 0,001-0,2 мас.% меди и 0,001-0,2 мас.% теллур. Далее расплав нагревается до 700 – 750 0С, снимается шлак и вводится количество празеодима в виде его лига-туры со свинцом в количестве 0,005-0,5 мас. %.
Процесс легирование свинца празеодимом является очень дорогостоящей процедурой, т.к. металлический празеодим является дорогим металлом и к тому, же не обеспечивает нужный уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов.
Легирование свинца одним элементом из группы кальций, стронций, барий согласно заявляемым способом является экономическими выгодным, и являются не дорогим, так как эти металлы производятся в Республике Таджикистан, и они обеспечивают высокий уровень коррозионной стойкости свинца и его сплавов с сурьмой.
Целью изобретения является разработка способа повышения коррозионной стойкости свинцовых сплавов. Цель достигается дополнительным введением в сплав свинца кальция или стронция или бария в количествах 0,01-0,5 масс.%. Щелочноземельные металлы, являясь модификатором структуры свинцовых сплавов при их кристаллизации измельчают зерно и тем самым способствуют повышению их коррозионной стойкости и механических свойств.
Сущность изобретения, заключается в том, что сплавы получают в шахтной лабораторной печи типа СШОЛ (Сопротивление шахтное опытное лабораторное) из металлического свинца марки С2 и его лигатур с сурьмой (5 мас.% сурьмы), медью (2мас.%), теллуром (1 мас.%) и щелочноземельными металлами (5 мас.%). Сплавы свинца с сурьмой (0,01-5,0%) или медью (0,001-0,2%) или теллуром (0,001-0,2%) или со всеми указанными элементами нагревают до температуры 700-750 0С. Затем вводят один металл из группы кальций, стронций, барий в виде их лигатур с свинца в количестве 0,01 – 0,5 мас.%. Расплав дегазируют, снимают шлак и разливают изделия.
Введения в свинец и его сплавов щелочноземельного металла способствует образованию на его поверхности защитной пленки, обладающий хорошей прочностью и не имеющей пористости, что обеспечивает повышение коррозионной стойкости, в среде электролита NaCl, различной концентрации.
Пример: Для получения сплавов использовали свинец марки С2 (ГОСТ 3778-98). Составы сплавов свинца с сурьмой и кальция или стронция или бария приведенные в таблице, сплавляют при 700-7500С 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 цилиндрическую форму длиной 100-120мм и диаметром 8-10мм. Исследования проводилось в среде электролите NaCl потенциодинамическим методом на потенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развёртки потенциала 2мВ/с. В качестве электрода сравнения использовали хлоридсеребряный электрод, а в качестве вспомогательного – платиновый электрод. Потенциодинамические 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 глубокого 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 сплавов обобщены в табл. 1 и 2.
Коррозионно-электрохимические характеристики сплава ССу3 (Pb+3%Sb), легированного кальцием, стронцием и барием, в среде электролита 3%-ного NaCl
|
Содержание кальция или стронция или бария в сплаве ССу3, мас.%
|
Электрохимические потенциалы (х.с.э.), В
|
Скорость коррозии
|
|
-Есв.кор.
|
-Екор.
|
-Еп.о.
|
-Ерп.
|
iкор.10-2
|
К∙10-3
|
|
А/м2
|
г/м2∙ч
|
|
-
|
0,502
|
0,680
|
0,318
|
0,400
|
0,99
|
19,10
|
|
0.01 Ca
|
0,534
|
0,664
|
0,316
|
0,400
|
0,78
|
15,05
|
|
0.05Ca
|
0,532
|
0,660
|
0,306
|
0,390
|
0,75
|
14,47
|
|
0.1Ca
|
0,530
|
0,654
|
0,290
|
0,376
|
0,71
|
13,70
|
|
0.5Ca
|
0,527
|
0,651
|
0,280
|
0,360
|
0,67
|
12,93
|
|
0.01 Sr
|
0,530
|
0,658
|
0,350
|
0,460
|
0,95
|
18,33
|
|
0.05Sr
|
0,526
|
0,654
|
0,330
|
0,440
|
0,92
|
17,75
|
|
0.1Sr
|
0,525
|
0,651
|
0,320
|
0,430
|
0,87
|
16,79
|
|
0.5Sr
|
0,522
|
0,648
|
0,310
|
0,410
|
0,82
|
15,82
|
|
0.01 Ba
|
0,525
|
0,652
|
0,310
|
0,395
|
0,72
|
13,89
|
|
0.05 Ba
|
0,523
|
0,648
|
0,300
|
0,390
|
0,67
|
12,93
|
|
0.1 Ba
|
0,520
|
0,645
|
0,290
|
0,380
|
0,60
|
11,58
|
|
0.5 Ba
|
0,517
|
0,641
|
0,285
|
0,380
|
0,56
|
10,80
|
Данные таблицы 1 свидетельствуют о преимуществе предложенного способа перед известным. Заявляемый способ апробирован неоднократно в лабораторных условиях.
Таблица 2
Коррозионно-электрохимические характеристики сплавов свинца c празеодимом, в среде электролита 3%-ного NaCl (прототип)
|
Содержание празеодим, мас.%
|
Электрохимические потенциалы (х.с.э.), В
|
Скорость коррозии
|
|
-Есв.кор.
|
-Екор.
|
-Еп.о.
|
-Ерп.
|
iкор.10-2
|
К∙10-3
|
|
А/м2
|
г/м2∙ч
|
|
0.005
|
0,535
|
0,776
|
0,425
|
0,500
|
0,90
|
17,37
|
|
0.01
|
0,527
|
0,752
|
0,410
|
0,480
|
0,82
|
15,82
|
Сравнение данных таблиц 1 и 2 показывает, что коррозионная стойкость сплавов согласно заявляемого способа на много больше (меньше скорость коррозии), чем по известному способу (прототип).
Скорость коррозии сплавов полученных по заявляемому способу на 50-70% меньше, чем у известного способа
