Слиток свинцово-сурьмянистого сплава PbSb6.5 — состав и характеристики
Слиток PbSb6.5 — это свинцово-сурьмянистый сплав с номинальным содержанием сурьмы 6,5 %, выпускаемый в форме товарных слитков для дальнейшего переплава. Материал относится к группе малосурьмянистых свинцовых сплавов и применяется там, где требуется повышенная твёрдость и механическая прочность по сравнению с чистым свинцом марки С1 или С2, но без значительного увеличения хрупкости, характерного для высокосурьмянистых составов.
Микроструктура сплава PbSb6.5 представляет собой эвтектическую смесь -твёрдого раствора сурьмы в свинце и интерметаллидной фазы SbSn. Такая структура обеспечивает предел прочности при растяжении на уровне 45–55 МПа и твёрдость по Бринеллю 12–15 HB, что примерно в два раза выше, чем у нелегированного свинца. Плотность сплава составляет около 10,5 г/см, температура плавления — 290–310 C в зависимости от фактического содержания сурьмы в пределах допуска.
Химический состав и нормативная база
Содержание сурьмы в слитке PbSb6.5 контролируется в диапазоне 6,0–7,0 %. Остаточные примеси ограничены следующими значениями: висмут — не более 0,05 %, медь — не более 0,02 %, мышьяк — не более 0,02 %, цинк и железо — не более 0,01 % каждого. Суммарное содержание посторонних примесей не должно превышать 0,1 %. Контроль состава выполняется методами атомно-эмиссионной спектрометрии или рентгенофлуоресцентного анализа на каждой плавке.
Слитки PbSb6.5 поставляются в соответствии с техническими условиями на свинцово-сурьмянистые сплавы. Форма слитков — плоские или волнистые чушки массой 20–30 кг, что удобно для дозирования при загрузке в плавильные печи. На поверхность слитков не допускаются шлаковые включения, расслоения и посторонние механические загрязнения.
Применение слитков PbSb6.5
Основное назначение слитков PbSb6.5 — приготовление рабочих расплавов для литья и нанесения покрытий. Материал востребован в следующих технологических процессах:
- производство аккумуляторных решёток и токоотводов для свинцово-кислотных батарей — сплав обеспечивает необходимую жёсткость решётки при заливке пасты;
- литьё типографских сплавов и гарта для полиграфического производства;
- изготовление анодных и катодных пластин для электрохимических процессов, включая электролиз цинка и рафинирование меди;
- производство радиационной защиты — экранирующих плит и контейнеров для транспортировки радиоактивных материалов;
- литьё грузил, балластных грузов и противовесов для судостроения и подводного оборудования;
- приготовление припоев и заливочных компаундов для кабельной промышленности.
В аккумуляторной отрасли сплав PbSb6.5 применяется для отливки решёток стартерных батарей с пониженным содержанием сурьмы. Такие решётки характеризуются меньшим газовыделением при заряде и сниженным саморазрядом по сравнению с высокосурьмянистыми сплавами типа PbSb10, что увеличивает межсервисный интервал обслуживания батареи.
Технологические особенности переплава
При переплаве слитков PbSb6.5 необходимо учитывать склонность сурьмы к ликвации. Рекомендуется перемешивание расплава механической мешалкой или индукционным полем перед заливкой. Рабочая температура перегрева не должна превышать 450 C во избежание интенсивного окисления и образования шлака. Для защиты зеркала расплава применяют покровные флюсы на основе хлоридов или древесный уголь.
Слитки PbSb6.5 совместимы с другими свинцовыми сплавами при корректировке состава ванны. При добавлении к чистому свинцу слиток PbSb6.5 позволяет оперативно поднять содержание сурьмы до требуемого уровня. Расчёт шихты выполняется по правилу смешения с учётом фактического содержания сурьмы в каждой партии слитков.
| Параметр | Значение для PbSb6.5 | Метод контроля | Типичное применение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Sb, % | 6,0–7,0 | АЭС / РФА | шихтовка расплавов | номинал 6,5 % |
| Плотность, г/см | 10,4–10,6 | гидростатическое взвешивание | расчёт массы загрузки | при 20 C |
| Твёрдость, HB | 12–15 | по Бринеллю | аккумуляторные решётки | выше, чем у Pb |
| Предел прочности, МПа | 45–55 | разрывная машина | литьё пластин | при растяжении |
| Температура плавления, C | 290–310 | ДСК | выбор режима плавки | ликвидус |
Особенности выбора и хранения
При закупке слитков PbSb6.5 следует запрашивать паспорт качества с указанием фактического химического состава по каждой плавке. Для производств с жёсткими допусками по составу, например для аккумуляторных заводов, рекомендуется входной контроль каждой партии. Хранение слитков производится в сухих вентилируемых помещениях на деревянных поддонах; не допускается контакт с кислотами и щелочами, а также длительное пребывание во влажной атмосфере, что может вызвать поверхностное окисление.
Вопросы и ответы
Чем слиток PbSb6.5 отличается от чистого свинца?
Сплав PbSb6.5 содержит 6,5 % сурьмы, что повышает твёрдость с 4–5 HB до 12–15 HB и предел прочности примерно вдвое. Это позволяет использовать его для литья деталей, работающих под механической нагрузкой, где чистый свинец деформируется.
Можно ли использовать PbSb6.5 для аккумуляторных решёток?
Да, это одно из основных применений. Сплав обеспечивает достаточную жёсткость решётки при заливке пасты и сниженное газовыделение по сравнению с высокосурьмянистыми составами, что увеличивает срок службы батареи.
Какая температура перегрева допустима при переплаве?
Рекомендуется не превышать 450 C. При более высоких температурах усиливается окисление сурьмы, увеличивается шлакообразование и возможна необратимая ликвация компонентов.
В каких формах поставляется слиток PbSb6.5?
Стандартная форма — чушки массой 20–30 кг. Возможна отливка слитков другой массы по согласованию с производителем, если это требуется для конкретной системы дозирования шихты.
