[发明专利]鱼雷电池阳极镁合金板生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种鱼雷电池阳极镁合金板的生产技术，尤其涉及一种特种镁合金薄板的轧 制技术。

背景技术：

电池是电动鱼雷上动力装置的主要组成部分，它为推进电机提供能源。根据鱼雷动力 装置的使用情况，鱼雷用电池应满足以下一些要求：比能量高、比功率大、使用寿命长、 价格便宜、使用维护方便。电动力鱼雷要得到发展，关键是要提高电池的性能和降低成本。 目前用于电动鱼雷动力电池有：铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、银锌蓄电池、一次银锌电池、 镁/氯化亚铜鱼雷电池及镁/氧化银电池等系列。镁的电压高、可以大电流工作、不生成钝化 膜，尤其是镁的相对价格近年来越来越低廉，是鱼雷电池的价廉物美的负极材料。镁-氯化 银鱼雷电池也是目前用的比较广泛的一种战雷用一次电池。在二十世纪八十年代末期镁/氯 化亚铜系列鱼雷电池就已应用到鱼雷动力电池上，其比能可达150Wh/kg，价格为同容量银 锌电池的三分之一。该电池负极是镁合金，以海水作电解液，电池采用双极性结构。为了 进一步提高鱼雷动力电池的性能，需要研究鱼雷动力电池新型镁合金和镁电极制造技术。

由于镁电极电势低，化学活性很高，在大多数的电解质溶液中，镁的溶解速度相当快， 产生大量的氢气，导致阳极的法拉第效率降低。普通镁(一般99.0％-99.9％)中由于有害杂质 存在，易发生微观原电池腐蚀反应，因而镁的自腐蚀速度大；同时，反应时产生较致密的Mg (OH)2钝化膜，影响了镁阳极活性溶解。寻求高性能镁合金材料，是国际上电池用镁合金 阳极研究的热点和难点之一。为了克服金属镁的这些缺陷，可将镁中添加合金元素制成二 元、三元乃至多元合金。英国Magnesium Elektron公司生产的AP65和MTA75镁合金，镁通过 添加合金元素制成镁合金后，增加负极的负电位，使反应产物易于脱落，美国在镁合金研 究上重点是添加铅、铊，俄罗斯以添加汞、镓、铟等为方向。因此含铅、铊、汞、镓、铟 等大密度元素的镁合金已经成为重要的鱼雷电池阳极材料。采用在镁中添加汞等元素并很 薄的镁片作为一次用完的电极是典型技术。

镁合金板箔常规的生产方法是镁合金经过熔炼后，铸造成一定尺寸和形状的块状坯料， 再采用复杂冗长的流程轧制成板箔。采用传统的技术，需要首先铸造板坯或铸锭。由于合金 的成分中含大密度合金元素并且在凝固时先析出大密度化合物，因此坯料比重偏析很严重。 这种区域偏析后继生产过程很难消除，比重偏析将严重的恶化轧制性能和产品的电化学性 能。轧制前，铸坯铣面、加热使组织均匀化，然后是热轧、粗轧、中轧、精轧、叠轧之间需 要不断地剪切、酸洗、板坯再次加热等。热轧一般轧制到8-10毫米。热轧品的组织和性能 也不够均匀、尺寸不精确、表面光洁度和尺寸偏差较大，一般多作为继续进行轧制生产的坯 料。热轧温度一般在350-500℃，加工率分别在28-60％。热轧的板再加热进行粗轧，把 坯的厚度从10毫米轧到5.5毫米，板坯再次加热，二次粗轧，由5.5毫米轧到3.0毫米。粗轧品 经过剪切、酸洗、板坯再次加热，进行中轧。轧制道次一般为20-40道次，最多可达50- 60道次。道次加工率一般为5％，最大不超过10％。中轧后还要精轧，中轧和精轧道次加工 率大体只有5％左右，从2.7毫米轧到1.3毫米。叠轧可以轧制更薄的板材，厚度可轧到0.5毫米， 适用于对表面质量要求不高产品。最后精整(剪切、矫直)，氧化上色，涂油包装。因此， 镁合金薄板的生产工艺复杂、周期长、成材率很低。

镁合金点蚀现象严重，造成腐蚀不均匀。鱼雷电池阳极镁合金板是一种厚度很小的板材， 腐蚀不均匀很难保证电位高、比能量高、比功率大的要求。为此，阳极镁合金板必须成分均 匀、晶粒细小，以改善腐蚀不均匀。按传统的镁合金板材生产工艺，很难符合技术要求。

镁阳极鱼雷电池是双极串联结构，要求每一片镁合金阳极板尺寸、组织、性能完全一致， 否则，电池性能不高。常规的生产方法阳极镁合金轧制成板箔生产过程过于复杂，难于达到 镁合金阳极板一致性。

鱼雷电池镁合金阳极板箔是一种化学成分比较特殊的镁合金板箔。要满足鱼雷电池对 镁合金阳极材料的要求，需要在板薄生产技术上开发出相应的工艺。

基于此，本发明的目的是开发适合于工业化规模生产组织均匀、晶粒细小的镁合金板 带的轧制技术。

发明内容