铅钙合金板栅重力浇铸方法及板栅重力浇铸模具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及存蓄电池加工方法及模具。本发明的方法包括制作铅钙合金熔液、加热勺、加热板栅重力铸造模具和浇铸工艺。本发明的板栅重力铸造模具，包括模具本体，模具本体设有板栅型腔、同板栅型腔连通的浇铸口、同板栅型腔连通的排气通道和负压发生器，所述负压发生器设有负压端口，所述负压端口同所述排气通道的出口端连接在一起。本发明提供了一种能够避免板栅中形成气孔的铅钙合金板栅重力浇铸方法及板栅重力浇铸模具，解决了铅钙合金板栅生产过程中会生产气孔的问题。
【专利说明】铅钙合金板栅重力浇铸方法及板栅重力浇铸模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及存蓄电池加工方法及模具，尤其涉及一种铅钙合金板栅重力浇铸方法及板栅重力浇铸模具。
【背景技术】
[0002]板栅为构成蓄电池的一个部件。制作板栅的材料有很多，如铅包铜复合编织物、铅锑合金和铅钙合金等。在中国专利申请号为ZL2011101207640、
【公开日】为2013年6月26日、名称为“一种铅酸蓄电池板栅及其加工模具”的专利文件中公开了一种板栅由复合编织物制作而成的板栅及将该板栅同极耳进行连接的模具。随着倡导电池无镉化及内化成生产工艺，铅钙合金板栅逐渐被绝大多数电池企业采用。在中国专利号为ZL201110108843X、授权公告日为2013年6月23日、名称为“一种抑制阀控酸蓄电池板栅气孔生成的方法及板栅模具”的专利文件中公开了一种铅钙合金板栅及制作该板栅的模具和方法。
[0003]但是通过该专利申请的模具和方法进行制作板栅时，仍旧会产生气体不能够及时流出而产生气孔的问题(只是相对于没有设置排气通道的模具而言有所改善)；在气道的入口处会形成多余的残料、导致后续处理残料的工作量加大；铸出的板栅会产生裂纹、缩孔、筋条成形不均或断裂现象，板栅厚薄、重量偏差大等不足。
【发明内容】
[0004]本发明的第一个目的旨在提供一种能够避免板栅中形成气孔的铅钙合金板栅重力浇铸方法及板栅重力浇铸模具，解决了铅钙合金板栅生产过程中会生产气孔的问题。
[0005]本发明的第二个目的旨在第一目的的基础上进一步提供一种不会在气道处形成残料的板栅重力铸造模具，解决了现有的模具会在气道中形成残料的问题。
[0006]本发明的第三个目的旨在第二目的的基础上进一步提供一种气流和液流之间不会产生逆流现象的的板栅重力铸造模具，起到提高进料的通畅性的作用，为提高浇铸速度奠定了基础。
[0007]以上技术问题是通过下列技术方案解决的:一种铅钙合金板栅重力浇铸方法，包括如下工序:
工序a、制作铅钙合金熔液:通过熔炉将铅钙合金熔化为熔液并使熔液的温度保持在490?510°C。如果温度低于490°C则铅钙合金熔液的流动性会差、不利于浇铸；高于510°C会导致铅钙合金中的金属均产生蒸气挥发损失和氧化烧损损失，产生大量的氧化物，使铅钙合金中的合金成分比例失调。该工序的温度控制能够既保证熔液具有好的流动性而有利于浇铸，又能够避免产生金属蒸气挥发损失及氧化烧损损失、产生大量的氧化物和使合金的成分比例失调。
[0008]工序b、加热勺:加热并使勺的温度保持在510?530°C。能够提高熔液的流动性，有利于板栅的成型。现有的浇铸工艺都没有意识到对勺进行加热保温，而是通过室温的勺去舀熔液、勺的温度保持随意，会导致舀的过程中导致熔液的温度下降到490°C以下、至少流动性变成而导致成品的致密性差、内部有断层纹。
[0009]工序C、加热板栅重力铸造模具:加热并使板栅重力铸造模具的温度保持在130?170°C。温度低于130°C会导致不能浇铸成型。温度高于180°C时，铸出的板栅内部结晶颗粒粗大，晶粒间的夹层厚，使板栅内部结构疏松，铸出的板栅会产生裂纹、缩孔、筋条成形不均或断裂现象，板栅厚薄、重量偏差大等不足。该工序能够克服以上问题。
[0010]工序d、浇铸:通过经工序b加热的勺将工序a中制作出的熔液浇注到经工序c处理的板栅重力铸造模具中，在浇铸的过程中通过负压发生器使板栅重力铸造模具中的板栅型腔形成负压。可加速熔液的流动性，提高浇铸性能，由于模腔内形成了负压环境，因此板栅内不会生产气孔。
[0011]作为优选，工序d中的浇铸速度为正板栅13-15片/分钟，负板栅14-16片/分钟。能够使正极充电接受能力变强。
[0012]作为优选，工序d中在板栅型腔中所形成的负压值为0.005?0.05兆帕。既能保证不会产生气孔，有能够快速达到要求的真空值。
[0013]一种板栅重力铸造模具，包括模具本体，模具本体设有板栅型腔、同板栅型腔连通的浇铸口、同板栅型腔连通的排气通道和负压发生器，所述负压发生器设有负压端口，所述负压端口同所述排气通道的出口端连接在一起。在经浇铸口注入熔液的同时、通过真空发生器对板栅型腔进行抽真空，使得型腔内的空气不会进入到熔液中而形成气孔。
[0014]作为优选，所述板栅型腔包括若干条板栅横筋型腔和若干条板栅竖筋型腔，板栅横筋型腔沿竖直方向分布，板栅竖筋型腔沿水平方向分布，每一条所述板栅横筋型腔都设有排气支道，所述排气通道通过所述排气支道同所述板栅型腔相连通，所述排气支道设有滤气片。每一条板型横筋型腔中都设置排气支道进行排气，不会产生气流方向和熔液的流动方向(即液流方向)对向流动的现象，熔液流动时的通畅性好，不会在铸件表面产生纹路。设置滤气片进行排气，滤气片起到防止液流流入排气支道内形成残料的作用。实现了第二个和第三个发明目的。
[0015]作为优选，所述板栅横筋型腔呈倾斜状态，所述排气支道设置在板栅横筋高端，所述排气支道还设有位于滤气片出气侧的电动阀，每一条所述板栅横筋型腔的低端都设有温度传感器；位于同一板栅横筋通道中的所述温度传感器和电动阀，当温度传感器感应到温度上升到设定温度时电动阀开启；相邻的两条板筛横筋型腔之间，位于上方的板筛横筋型腔的低端低于位于下方的板筛横筋型腔的高端。能够使得气流和液流的方向是一样的，进一步提高液流流动时的通畅性，使得负压值低时也不会产生气孔，从而无需在浇铸前先进行抽真空、起到缩短整个浇铸工艺耗时的作用，有利于提高浇效率。
[0016]本发明还包括尾料断开机构，所述尾料断开机构包括活动连接于模具本体的闸板和驱动闸板移动到浇铸口和板栅型腔之间而将浇铸口和板栅型腔隔离开的驱动机构。在板栅型腔浇铸满后，驱动机构驱动闸板隔离到型腔和浇注口之间，使得位于浇铸口中的熔液不会同型腔中的熔液固化到一起，从而使得开模后于浇铸口中形成的残料同板栅是分开的，通过了去残料时的方便性。
[0017]作为优选，所述浇铸口同板栅型腔的最高部位对接在一起，所述尾料断开机构还包括定位销和将定位销浮起到将闸板固定在开启状态的的浮球，所述浮球位于所述排气通道内。当型腔同排气通道处于连通状态时，排气通道为一非密闭空间，期内的空气虽然为负压、但该密度的空气对浮球所产生的浮力能够将定位销托起，从而使得闸板处于开启状态。当浇铸到所有的排气支道每关闭时(已经板栅型腔被浇铸满)，排气通道称为一个密封空间，真空产生器使得排气通道内的气体量迅速减少(也即密度降低)，密度减小到浮力不能够将定位销托起时，定位销在重力作用下而下降而失去对闸板的固定作用，驱动机构将闸板合拢而隔离开浇注口和型腔。能够在型腔浇铸满后自动关闭时闸板。
[0018]作为优选，所述闸板设有刃口。能够降低合拢闸板时的阻力。
[0019]作为优选，所述负压发生器还设有高压端口，所述高压端口设有调压阀。能够通过压缩空气而形成负压，使用时的方便性好。
[0020]本发明具有下述优点:采用负压排气的方式，提高了板栅排气时的通畅性和铅液的流动性，使平时难以浇铸的异形板栅可顺利浇铸成型，提高了生产效率；不会产生板栅气孔现象；增加了板栅的耐腐性能；铸出的板栅内部结晶颗粒细、晶粒间的夹层薄、板栅内部结构密实、铸出的板栅没有生裂纹、缩孔、筋条成形不均或断裂现象，板栅厚薄一致性好、重量偏差小，从而提高了板栅的成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为板栅重力铸造模具的示意图。
[0022]图2图1的A处的局部放大示意图。
[0023]图3图1的B处的局部放大示意图。
[0024]图4为板栅重力铸造模具的使用状态示意图。
[0025]图5图4的C处的局部放大示意图。
[0026]图中:模具本体1、板栅型腔2、板栅横筋型腔21、板栅横筋型腔的高端211、板栅横筋型腔的低端212、板栅竖筋型腔22、浇铸口 3、排气通道4、排气支道41、滤气片42、电动阀43、负压发生器5、负压端口 51、高压端口 52、外管53、内管54、负压腔55、出气口 56、弹性密封罩57、尾料断开机构6、闸板61、卡槽611、刃口 612、驱动机构62、定位销63、浮球64、温度传感器7、调压阀8。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0028]参见图1，一种板栅重力铸造模具，包括模具本体1、负压发生器5、尾料断开机构6和控制单元(图中没有画出)。
[0029]模具本体I设有板栅型腔2、浇铸口 3和排气通道4。板栅型腔2包括6条板栅横筋型腔21和4条板栅竖筋型腔22。栅横筋型腔21和4条板栅竖筋型腔22交叉设置而相互连通。板栅竖筋型腔22沿水平方向分布。板栅横筋型腔21沿竖直方向分布。板栅横筋型腔21呈倾斜状态。相邻的两条板筛横筋型腔之间，位于上方的板筛横筋型腔的低端低于位于下方的板筛横筋型腔的高端。每一条板栅横筋型腔21的板栅横筋型腔的高端211都设有排气支道41、板栅横筋型腔的低端212都设有温度传感器7。排气支道41设有滤气片42和电动阀43。滤气片42位于排气支道41的入口端。电动阀43位于滤气片42出气侧。板栅型腔2仅通过排气支道41同排气通道4相连通。浇铸口 3同板栅型腔2的最高部位对接在一起。
[0030]负压发生器5设有负压端口 51和高压端口 52。负压端口 51同排气通道4的出口端连接在一起。
[0031]尾料断开机构6包括闸板61。闸板61和板栅横筋型腔21以相同的角度和方向倾斜。
[0032]参见图2，尾料断开机构6还包括驱动机构62、定位销63和浮球64。闸板61可滑动地穿设在模具本体I中。闸板61设有刃口 612。闸板61的下表面上设有卡槽611。驱动机构62为压缩弹簧。定位销63沿上下方向可滑动地穿设在模具本体I中。定位销63的上端插在卡槽611内，此时驱动机构62的弹簧处于储能状态，闸板61不隔离在浇注口 3和型腔2之间。浮球64浮在排气通道4内且支撑在定位销63的下端。当排气通道4内的负压为0.005兆帕以上时，排气通道4内的气体对浮球64所产生的浮力能够将定位销63浮起、否则定位销64会在重力的作用下从卡槽611中掉落出，该值可以根据负压的要求通过改变浮球的大小而改变。
[0033]参见图3，负压发生器5包括外管53和内管54。外管53的一端构成出气口 56、另一端构成负压端口 51。内管54的一端穿设在外管53内且开口朝向出气口 56。内管54位于外管外的一端构成高压端口 52。内管54和外管53之间形成负压腔55。负压腔55的一端同负压端口 51连通在一起、另一端同出气口 56连通。负压端口 51同排气通道4的出口端螺纹连接在一起。外管53设有弹性密封罩57。弹性密封罩57密封抵接在模具本体I的外表面上，该升降能够使得排气通孔4同模具本体I外部的压差越大时、负压发生器和排气通道的连接处的密封性越好，从而起到防止压差过大而产生密封不良、导致负压值不能下降到角度值的作用。高压端口 52设有调压阀8。
[0034]一种铅钙合金板栅重力浇铸方法，包括如下工序:
工序a、制作铅钙合金熔液:通过熔炉将铅钙合金熔化为熔液并使熔液的温度保持在490 ?510°C。
[0035]工序b、加热勺:加热并使勺的温度保持在510?530°C ；
工序C、加热前述的板栅重力铸造模具:加热并使板栅重力铸造模具的温度保持在130?170°C (该模具中设置有加热和温度控制装置的)。
[0036]参见图4，工序d、浇铸:通过经工序b加热的勺将工序a中制作出的熔液经浇注口 3浇注到经工序c处理的板栅重力铸造模具的板栅型腔2中，在浇铸的过程中从高压端口 52接入压缩空气，负压发生器5使栅重力铸造模具中的板栅型腔2形成负压，通过调节调压阀8来使得型腔2中的负压值为0.005?0.05兆帕。
[0037]具体过程为:初始状态时，所有的电动阀7都是关闭的，浇注入的熔液到达最下方的板栅横筋型腔时而被该板栅型腔中的温度传感器检测到温度达到设定值(设定值为4000C，只有490?510°C的熔液覆盖到的部位温度才会上升到400°C以上，辐射是达不到该温度的)，位于最下方的板栅横筋型腔中的温度传感器将信号反馈给控制单元、控制单元使同最下方的板栅横筋型腔对接的排气支道41中的电动阀43开启，随着熔液液位的上升，位于次下方的板栅横筋型腔中的温度传感器检测到温度达到设定值、对应地控制单元使同次下方的板栅横筋型腔对接的排气支道中的电动阀开启，然后最下方的滤气片被堵住。依次类推、温度传感器以从下向上的顺序依次感应到温度达到设定值而促使控制单元使电动阀以从下向上的顺序依次开启。当型腔2本全部浇铸满后，真空产生器5就仅对处于密封状态的排气通道4进行抽气而使得排气通道内的气体变稀薄。
[0038]参见图5，当下降到低于0.005兆帕时，浮球64所产生的浮力不足以将定位销63浮起，定位销63在重力的作用下下降并从卡槽611中脱出而失去对闸板61的固定作用。驱动机构62释放能量而驱动闸板61移动到浇铸口 3和板栅型腔2之间而将浇铸口 3和板栅型腔2隔离开。使得开模后，板栅型腔2所形成的板栅同位于浇铸孔3中的残料是断开的。
[0039]工序d中的浇铸速度为正板栅13-15片/分钟，负板栅14-16片/分钟。
【权利要求】
1.一种铅钙合金板栅重力浇铸方法，其特征在于，包括如下工序:工序a、制作铅钙合金熔液:通过熔炉将铅钙合金熔化为熔液并使熔液的温度保持在490?510°C ； 工序b、加热勺:加热并使勺的温度保持在510?530°C ； 工序C、加热板栅重力铸造模具:加热并使板栅重力铸造模具的温度保持在130?170 0C ； 工序d、浇铸:通过经工序b加热的勺将工序a中制作出的熔液浇注到经工序c处理的板栅重力铸造模具中，在浇铸的过程中通过负压发生器使板栅重力铸造模具中的板栅型腔形成负压。
2.根据权利要求1所述的铅钙合金板栅重力浇铸方法，其特征在于，工序d中的浇铸速度为正板栅13-15片/分钟，负板栅14-16片/分钟。
3.根据权利要求1或2所述的铅钙合金板栅重力浇铸方法，其特征在于，工序d中在板栅型腔中所形成的负压值为0.005?0.05兆帕。
4.一种板栅重力铸造模具，包括模具本体，模具本体设有板栅型腔、同板栅型腔连通的浇铸口和同板栅型腔连通的排气通道，其特征在于，还包括负压发生器，所述负压发生器设有负压端口，所述负压端口同所述排气通道的出口端连接在一起。
5.根据权利要求4所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，所述板栅型腔包括若干条板栅横筋型腔和若干条板栅竖筋型腔，板栅横筋型腔沿竖直方向分布，板栅竖筋型腔沿水平方向分布，每一条所述板栅横筋型腔都设有排气支道，所述排气通道通过所述排气支道同所述板栅型腔相连通，所述排气支道设有滤气片。
6.根据权利要求5所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，所述板栅横筋型腔呈倾斜状态，所述排气支道设置在板栅横筋高端，所述排气支道还设有位于滤气片出气侧的电动阀，每一条所述板栅横筋型腔的低端都设有温度传感器；位于同一板栅横筋通道中的所述温度传感器和电动阀，当温度传感器感应到温度上升到设定温度时电动阀开启；相邻的两条板筛横筋型腔之间，位于上方的板筛横筋型腔的低端低于位于下方的板筛横筋型腔的高端。
7.根据权利要求6所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，还包括尾料断开机构，所述尾料断开机构包括活动连接于模具本体的闸板和驱动闸板移动到浇铸口和板栅型腔之间而将浇铸口和板栅型腔隔离开的驱动机构。
8.根据权利要求7所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，所述浇铸口同板栅型腔的最高部位对接在一起，所述尾料断开机构还包括定位销和将定位销浮起到将闸板固定在开启状态的的浮球，所述浮球位于所述排气通道内。
9.根据权利要求7或8所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，所述闸板设有刃口。
10.根据权利要求4或5或6或7或8所述的板栅重力铸造模具，其特征在于，所述负压发生器还设有高压端口，所述高压端口设有调压阀。
【文档编号】B22D25/04GK104128590SQ201410266468
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】张森 申请人:超威电源有限公司