板栅浇铸中的问题与解决
南通星能节源科技有限公司 王有山
板栅浇铸是极板生产中的第一道工序，质量的好坏对极板的质量影响很大。生产过程中操作者的技术水平和熟练程度对板栅的质量指标起到决定性的作用。实践证明，对于同一个板栅模具，不同技术水平的人所浇铸的板栅多个数据的离散性很大，例如：板栅的塑性（硬度）不同；板栅的强度不同，很容易折断；重量差异大，包括大片之间的差异大和每大片中的小片之间的差异大；铅钙合金板栅出现的沙眼；铅锑镉合金和铅锑合金板栅烧片、缩筋问题。板栅的这些问题，给极板生产中的重量控制增加了很大的难度。下面我们针对生产中易出现的问题给以详细说明。
一. 新板栅模具的试浇与处理
新模具在使用前首先要看刻制尺寸是否有误，模具上是否有沙眼、各槽沟是否畅通，必要时用整形锉刀进行修整。然后进行试浇。
试浇模具时要注意以下几个问题：
1.新模具表面很光滑，脱模剂容易脱离，因此在配制脱模剂时要把水玻璃的比例适当加大，一般比常规多加20-30％。
2.新模具所浇铸的板栅重量一般较旧模具所浇铸的板栅轻。一般采用同样的喷模方法和浇铸方法，所浇铸的板栅要轻1-2％。这是因为新模具脱模剂容易脱离的缘故，另外在模具的细微之处也有喷不到的地方。因此，在喷模时要把板栅轻的因素考虑在内。
3.通过试浇注意有否不易成型的地方、取片时是否有卡片现象、排气孔排气是否顺畅、挂条是否能注满。
4.取出板栅后，看板栅的两半部分是否错位、边框四周厚度是否一致、边框厚度是否符合要求、内筋条尺寸是否符合要求、极耳（位置、尺寸）是否符合要求。如果存在问题要根据情况予以修整。关于板栅模具的修整参见下面内容。
5.新板栅表面的处理。对于新板栅表面光滑脱模剂容易脱离的问题，可以采用模具表面化学腐蚀的方法予以处理。方法一：新模具加热后均匀喷涂上一层脱模剂，待温度下降后，用喷抢把脱模剂上面喷一层水，合模后存放三天，使其自然腐蚀，三天后开始使用。方法二：表面喷脱模剂后再喷一层HCl溶液（20％），合模存放2-4小时后开始使用。
二. 关于板栅生产中的重量调整
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生产中要保证产品的均匀性，首先要确保每大片板栅之间的均匀性和大片中小片之间的均匀性。因为只有板栅的重量均匀才能控制活物质的均匀（即铅膏量的一致性）。
1. 大片之间的重量调整
这里所说的大片（即每模）之间的重量误差是指模具没有问题脱模剂喷涂也均匀的情况下板栅的重量差异。我们知道，在板栅重量控制中，要求每大片的重量最好一样，根据板栅的总重量不同，工艺上控制重量误差一般在±1-5克。这就对浇铸工提出了严格的要求，不但要浇铸出完整的板栅，而且要保证每片板栅的均匀性。对于没有经验的浇铸工来说，模具喷好脱模剂后，浇铸出来的板栅重量不合乎要求，往往无从下手，下面简述如何处理：
按照常规方法喷涂脱模剂，浇铸出板栅后，称重。根据板栅重量采取处理方法。
板栅重量不足的处理：沿模具四周再喷上一层脱模剂，注意中间板栅部位不要喷了，具体见下图：红色部分是需要喷涂的。
喷涂之后，重新浇铸并称重，如果重量还不足可再喷一次，如此经一至二次就可以调整到规定的重量要求。通常，每喷涂一次根据喷涂的厚度不同和板栅大小不同，板栅增重在1-6克左右。
板栅重量偏重的处理 如果喷模后试浇板栅偏重，解决的办法是，将两块模具合好平放，水平方向来回移动上面的一块模具，让上下两块模具相互摩擦，这样两块模具之间平面部分的脱模剂就会脱落一部分，这样板栅边框和挂条部分的厚度就会减小，重量减少。
2. 小片之间的重量调整
对于小极板来说，板栅浇铸时每模一般在2-6片（更小的每模达16片），对于深循环电池来讲，对每小片的重量误差要求较严格，生产中小片之间的重量控制很重要，然而，这部分的控制也相对难。以电动助力车12V10Ah电池正板栅为例，每大片（模）共计6小片板栅，规定重量78克，每小片重量应为13克，同样是大片重量符合要求的板栅，浇铸好的板栅小片之间的误差一般在0.2
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克以下，浇铸不好的板栅小片之间的误差在0.4-0.5克，有的更大。这是个质量隐患，因为我们在产品验收时往往对大片进行检查验收，对于小片之间的重量检查因难以操作往往不予考虑。引起小片之间重量不一致的原因有：
模具的四边合模时其中某处不到位
合模时如果某处卡有小的东西，如浇铸中用小铅块、铅渣等，那么这部分就会模具合不严，造成浇铸的板栅此处厚度增加，则此处的板栅就重。
脱模剂喷涂不均匀
脱模剂喷涂不均匀，模具表面厚度差异大，则板栅浇铸出后各处的重量误差就大。这一问题常出现在新手里面。
部分脱模剂脱离
在板栅浇铸过程中，模具上的脱模剂会有不同程度的脱落。一般规律是：模具上面比下面脱落严重（重力法浇铸），浇口处脱落最严重。这是因为这些部分铅液首先经过，此处温度高的缘故。脱模剂脱落的地方，铅液经过时温度迅速降低，引起收缩，这部分的筋条就细。所以，脱模剂脱落的地方的板栅重量就会轻。解决的办法是经常在这些地方补喷脱模剂。
某些部位浇铸不满
个别地方因脱模剂掉落、模具逸气不好等原因造成成型不好，有注不满的现象。
三. 板栅的塑性
在板栅浇铸过程中，随着温度的提高、浇铸时间的增加，合金中的成分氧化烧损也在逐渐增加。所浇铸的板栅的塑性就会逐渐降低。因此要做到板栅的塑性的一致性，必须要尽量以最低的铅液温度和模具温度生产。另外，在浇铸过程中定期均匀地向铅锅内补加合金。对于铅钙合金，一定要认真地根据浇铸板栅的量计算应该补加的母钙、根据向铅锅里添加的电解铅量加入母钙，并且加入母钙后必须认真搅拌，使其充分混合。一般用长柄铲搅拌不低于10分钟。铅钙合金铅液面氧化的防护也非常重要。一般在铅液表面放上焦碳粉或石英粉，中间放置金属环。如下图：
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图2 “烧片”的解决
烧片的现象
烧片通常发生在采用铅锑合金或铅锑镉合金浇铸的较厚的正极板栅，铅质量差时负极板栅也会烧片，铅钙合金、低锑多元合金不存在烧片现象。
我们在浇铸板栅时，浇铸成型后，取出板栅用手折板栅，很容易断裂，严重时，取片过程中板栅就会断裂。较轻时，需要折2-3下才会断裂。这种现象俗称“烧片”。
轻微烧片时，不注意很难发现，给产品检查验收带来难度，但是对质量的影响却很大。这种板栅往往在化成后极耳或边框处才会断裂，造成产品报废，给企业造成很大的经济损失。 烧片的原因
简单地说，烧片就是板栅在浇铸过程中冷却不均匀、局部收缩不一致造成的局部断裂。我们知道，任何物体都有热胀冷缩的特性，铅合金也一样，在由铅液体冷却结晶成铅固体时，体积会变化，如果各部分冷却一致，结晶过程中体积变化基本一样，就不会出现烧片。常见烧片的位置如图3所示。
图3中：红线方框内为易出现烧片的区域，红色圆为常出现烧片的位置；下面绿色圆为常出现缩筋的位置。上面向下的箭头为浇口位置。
由图可知，刚从浇口下来的铅液温度比较高，此时如果在模具的各个位置凝固时间不一致极易出现烧片。为什么在上面三个位置（红色圆处）易烧片呢？因为此处为板栅边框，铅量较内筋条处大，那么在凝固过程中此处凝结较内部和极耳处慢（极耳处脱模剂一般刮去了），两边红圆处有四个凝结速度不一致的地方，即极耳、边框、内部筋条、浇口，凝结时间依次为：内筋条处、浇口处（因打水散热快）、极耳处、红圆处。中间红圆处有三个凝结时间不一致的地方，即浇口处、红圆处、两边内筋条处。相邻两部分和多部分的凝结时间差是造成连接部分烧片的原因。
问题的解决 解决烧片问题，主要靠调整喷涂在模具上的脱模剂的厚度来解决。我们知道，脱模剂的作用之一就是隔热，如果脱模剂厚，则铅液通过模具的降温凝结时间就长，反之，则短。根据这一极板原理，我们把铅液凝固时间长的地方的脱模剂减薄，以增加散热量，加快凝结。实际操作是，模具加热到160-180℃后，清理模具表面，开始喷脱模剂，开
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图3
始喷时，先在容易脱落的地方（浇口、挂条、四边）轻轻喷一层，然后开始均匀地喷涂。喷涂好后，用木条或竹条把容易烧片的地方（铅温下降慢处）的脱模剂刮掉，然后轻轻喷涂很薄一层，开始试浇，一般问题就可以解决。另外需要注意的是，这样操作问题解决之后，并非在整个浇铸过程中就不会出现问题了，所以在每浇铸100-200片之后，最好还是检查一次，如果发现有问题，按同样的方法再处理一次。
四. 板栅的沙眼
浇铸出的板栅，在极耳或边框的某处有小到针孔大到直径2-3毫米样的小洞，俗称“沙眼”。沙眼是铅液在凝结过程中体积的收缩形成的。一般出现在铅量大（极耳、边框）的部位。铅钙合金易出现沙眼。
解决的办法是把易出现沙眼的地方的脱模剂刮去一些。 五. 板栅在浇口处的盲格
随着浇板的进行，模具上的脱模剂就会脱落。引起脱落的因素一为受力，二为模具温度和铅液的温度。因浇口处的温度比较高，所以靠近浇口处的脱模剂就容易脱落。生产中往往出现板栅靠浇口处盲格。处理的办法是在该处补喷脱模剂。另外，在浇铅液时，注意不要老在一个位置上浇，要经常变换位置，以减少浇口处脱模剂的脱落。
六. 板栅的缩筋与解决
我们在浇铸比较厚（2.0以上）的板栅时，在极耳或边框某处出现浇不满的现象，这就是我们平时说的“缩筋”。引起缩筋的原因有：1.铅液温度或模具
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温度低；2.模具的排气通道不畅通；3.生产中处理极耳、边框、挂条等处脱模剂时不当，使铅液在某处受阻，例如图3中，如果将3处的脱模剂刮得太多，绿色圆部分就会缩筋。以上三种原因互相关联，比较难分清到底哪种因素大，生产中要通过观察灵活解决。
七. 不同板栅模具对脱模剂的要求
对软木粉的要求：对筋条细、边框较窄的板栅模具需要用较细的软木粉，一般选用250目的；反之可选用较粗的，一般在180-200目。
硅酸钠的量：配制脱模剂时，硅酸钠过多，则板栅较难脱模，太少则脱模剂容易脱落。除去新模具要适当增加硅酸钠的量外，平时用老模具浇铸一定要准确用量，不可随意增加或减少。
八. 板栅模具的修整（略）
总结：
板栅浇铸是极板生产中的一个重要工序，同时也是一个很难掌握的工序，这就要求我们的操作人员和技术人员要认真、细致地对待。工作中多总结经验，灵活多样地发现并解决遇到的问题。本文在编写过程中得到了多名板栅浇铸工师傅的帮助，特别是本公司技术服务部的技术人员给予大力协助，在此一并致谢！
作者：王有山 （总工）
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