電池鋅餅裂紋產(chǎn)生原因淺析

1、第2 4 謄 第 2 期 2003 年 6月 落 厙 i龜 畬 屬S HANG HA INO NF E RR O USME TA L SV o 1 ． 2 4 No ． 2J a n ． 2003文章編 號 ：1 0 0 5—2 0 4 6( 2 0 0 3 ) 0 2 —0 0 7 8 —0 6電池鋅餅裂紋產(chǎn)生原因淺析 李偉文 ( 廣州 市騰 業(yè)鋅 材 有 限公 司 ，廣東廣 州 5 1 0 2 5 0 )摘 要 ：該文通過對電池鋅餅

2、裂紋產(chǎn)生原 因的分析 ，闡述 了裂紋產(chǎn)生的影響 因素 ，并以輪帶 式連鑄 連 軋工 藝為條 件 ，提 出生 產(chǎn)好 質(zhì) 量、 少 裂紋 的 鋅餅 產(chǎn) 品所 需要 的合 理 工 藝及 操 作 方 法 。關(guān)鍵詞 ： 電池 鋅餅 ；連鑄 連軋 ；裂 紋 中 圈分 類號 ：T G 1 4 6 ． 13文 獻(xiàn)標(biāo) 識碼 ：B1 前 言 電池 鋅餅 生產(chǎn) 過 程 中 ，產(chǎn) 品 常 見 的缺 陷 有 ：裂 紋 、缺角 、 變形 、毛刺 、劃 傷 、污 染

3、 、氧化 等 等 。 而上述 缺 陷 當(dāng)中 ，最 常見 、最難 解決 又對 用 戶擠筒工藝或電池壽命危害最大的是裂紋。所以要提高鋅餅 的成品率，減少擠筒的裂爛率和提高 電池 的使用壽命 ，必須在鋅餅生產(chǎn)過程 中減少甚 至消 除裂 紋缺 陷。在 我公 司 電池鋅餅 的質(zhì) 量檢 驗(yàn)標(biāo) 準(zhǔn) 中 ，鋅餅 的裂 紋 分為 A類 ( 如 圖 ． 1 )和 B類 ( 如 圖 2 ) 。A類 裂紋 長 度較 長 、寬 度較 大 ，對 擠鋅 筒或 電池

4、生 產(chǎn)有嚴(yán)重危害 ；B類裂紋長度較短、寬度較小對 用戶的危害性 比 A類小。不 同用戶 對鋅餅質(zhì)量 的要 求各 不相 同。某些用 戶要 求 特別嚴(yán) 格 ，其對 鋅餅 的驗(yàn) 收標(biāo) 準(zhǔn) 為 ：A類 缺 陷 ( 裂 紋及 其 它 重要 缺陷) =0 ，B類 缺陷 ( 裂紋及 其它 次要缺 陷)≤1 ／ 2 0 0 0 ， C類 缺 陷 ( 劃 傷 等 輕 微 缺 陷 ) ≤2 ，3 0 0 O ，而且 以 4 o 噸為一單位批次 ，在其中抽取

5、 8噸 ( 相 當(dāng)于 5號 鋅餅 1 6 0萬 粒 左 右 )進(jìn) 行 全 檢 ，其結(jié)果必須符合上述驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) ，否則 4 o噸要作 退 貨處 理 。圖 1A類裂 紋 圖 2B類 裂紋 收稿 日期 ：2 1 1 0 2 - 1 1 ． 1 1作者筒介 ；李偉 文 ( 1 9 6 5 一 ) ，男 ，工程 師，主要從 事鋅材產(chǎn) 品的生產(chǎn)及其 工藝技術(shù) 的研究 ．維普資訊 http://www.cqvip.com 洛有 召畬 屬第 2 4卷 鑄

6、造時的流動性，使鑄坯表面質(zhì)量變差。鎘與鋅在 2 2 6 ℃時形 成共 晶，此時溶解 度為2 ． 5 8 ％；在室溫的溶解度為 1 ％?。鎘 降低鋅 的熱加工性能 ，C d ≥0 ． 2 5 ％則熱軋容易產(chǎn)生裂紋。但 在普 通 電 池 鋅 餅 ( 含 C d0 ． 0 3 ％ 一0 ． 0 6 ％) 和 低鐵 電 池 鋅 餅 ( 含 C d≤0 ． 0 0 2 ％) 的 成 分 范 圍內(nèi) ，鎘 含量不 會影 響鋅 餅卷 ( 板 ) 坯 的

7、塑 性 ，對 裂 紋 的產(chǎn)生影 響甚微 。鎂在 鋅 中與 鋅形 成脆性 化 合 物 ，對 鋅餅 的塑 性有危害作用。由圖 3 可知 ，微量鎂的變化則能 使鋅餅的硬度變化很大 。在現(xiàn)場生產(chǎn) 中，含 M g0 ． 0 0 0 9 ％的 鋅餅 卷 ( 板 )坯 的 硬 度 為 H B=4 ． 1 4×l O ' P a ；含 Mg0 ． 0 0 2 ％的鋅 餅 卷 ( 板 ) 的硬 度 H B=4 ． 6 6×t

8、o ' P a 。鎂 含 量 增 加 會 加 大 鋅 餅 產(chǎn) 生 裂 紋 的機(jī)會 。在低 鐵 電池 鋅 餅 中 ，Mg的含 量 控 制 在 0 ． 0 0 0 5 ％ 一 0 ． 0 0 1 5 ％ ，既 能滿 足 用 戶 的使 用要 求 ，又不影響鋅餅的沖裁和擠筒工藝。此外，雜質(zhì)元素 C u 和 s n 在電池鋅餅的成分 范圍 內(nèi)對鋅餅 的機(jī) 械性 能和 工藝 性 能幾 乎沒有 什 么影 響 ，故 對鋅餅 產(chǎn) 生裂紋 的影 響

9、很 小 。2 ． 2 爐料質(zhì) 量及 搭配 比例 的影 響 生產(chǎn)電池鋅餅所用的爐料 ，我們把它分為四類 ：一 類 ：9 9 ． 9 9鋅 錠 錠) 。二類 ：( 如 圖 4 ) 。Z n9 9 ． 9 9 5 鋅 錠 ( 0 號 鋅 錠 ) 、( 1號 鋅 錠 ) 、z r I9 9 ． 9 5鋅 錠 ( 2號 鋅 鋅餅 沖裁 邊 角 料 ，俗 稱 “ 眼鏡 片”三類 ：鋅筒及其剪切碎料 ( 如圖 5 ) 。圖 4“ 眼鏡 片”圖 5 鋅

10、 筒碎 料 四類 ：雜 錠 ，即 z l l9 9 ． 5 ％ 以下 或 者 沒 有 等 級 的鋅錠 。其中，一類爐料可以單獨(dú)作為原料生產(chǎn)鋅餅 產(chǎn)品，質(zhì)量好 ，鋅餅產(chǎn)生裂紋的機(jī)會特別低 ，但 成本較高，不符合正常生產(chǎn)運(yùn)作要求。二類 、三 類 、四類爐 料 不能單 獨(dú)使 用 ，這 是 因?yàn)?，四類爐 料不能保證鋅餅的化學(xué)成分合格 ；二類 、三類爐 料單獨(dú)使用雖然能保證化學(xué)成分合格 ，但生產(chǎn)出的鋅餅裂紋比例較高。曾經(jīng)統(tǒng)計過 ，單獨(dú)使用二 類

11、爐料生 產(chǎn)電池鋅餅 ，裂 紋率 高達(dá) 5 ％ 一1 5 ％，三類 爐 料就更 差 了。一 、二 、三類 爐料 單位 重量 的表 面 積是不 同的 ：一 類爐 料 ( 等級鋅 錠 )單位 重 量 的表 面 積最 小 ，約 為 7 ． 7 3 m I I l 2 ， g ；二類 爐 料 (“ 眼鏡片” )次之 ，大號和 5 號 “ 眼鏡片”分別 為 1 3 8 ． 6 m r， g和 1 2 9 ． 9 m m 2 ／ g ；三 類 爐 料

12、 ( 鋅 筒 碎料 )最 大 ，大 號 鋅 筒 和 5號 鋅 筒 分 別 為 8 6 4 ． 9 m I n } ， g 和 9 3 9 ． 8 m I n } ， g 。爐 料單位重 量 的表 面 積越 大 ，在熔 化 時產(chǎn)生 的氧化 物就越 多 ，所 以 鋅 筒碎 料熔 化 時產(chǎn)生 的氧化 物遠(yuǎn) 大 于鋅錠 。對 于 單爐式輪帶連鑄連軋工藝 ，每 8 小時只精煉扒渣 12次 ，隨著投 料不斷增加 ，產(chǎn)生 的氧化 物越 來越多，雖然絕