專利名稱：電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬箔的制造裝置，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒。
背景技術(shù)：
金屬箔尤其是銅箔用量逐年擴(kuò)大，在金屬箔的制造中，電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒是 電解生箔設(shè)備的關(guān)鍵部件。如圖1所示，電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒電解生產(chǎn)金屬箔時，電流從外筒以接觸導(dǎo)電 的形式流向內(nèi)筒?，F(xiàn)有技術(shù)中的電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒由外筒與內(nèi)筒通過熱裝而成。外筒 材料多采用鈦，內(nèi)筒材料主要有碳鋼和碳鋼-銅復(fù)合材料等，為提高內(nèi)筒的剛性，一般在內(nèi) 部設(shè)置2 4個環(huán)形筋板。內(nèi)筒與外筒的結(jié)合面為鈦_碳鋼、鈦_銅兩類。由此帶來的問題是，電解生產(chǎn)時工作溫度在60°C左右，由于鈦和鋼在20°C 100°C范圍內(nèi)線膨脹系數(shù)相當(dāng)，引起外筒與內(nèi)筒產(chǎn)生一定的熱膨脹，鋼-鈦接觸面的接觸狀 況會不穩(wěn)定，產(chǎn)生局部接觸電阻增大造成局部過熱，反映到銅箔上即所謂的熱點(diǎn)。按上述分析，內(nèi)筒與外筒之間的銅-鈦接觸面中銅的線膨脹系數(shù)大，應(yīng)當(dāng)不存在 “熱點(diǎn)”問題，然而在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒的銅-鈦接觸面在使用一定時間 后也會出現(xiàn)熱點(diǎn)現(xiàn)象。進(jìn)一步的研究和分析認(rèn)為，銅-鈦接觸面的電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒 的內(nèi)筒一般采用碳鋼-銅復(fù)合成形，其銅層僅3 6mm，而鋼層厚度在20mm以上，鋼層厚度 明顯大于銅層厚度，會牽制銅層的受熱膨脹，造成銅-鈦接觸面的電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒 也存在熱點(diǎn)現(xiàn)象。在公開號為CN101135058A的發(fā)明專利中公開了一種電沉積滾筒，該電沉積滾筒 包括內(nèi)筒和外筒，以及為抑制熱點(diǎn)的發(fā)生，在內(nèi)筒和外筒之間形成的溝槽中填充了熔點(diǎn)為 150°C以下的導(dǎo)電性低熔融合金，并且該導(dǎo)電性低熔融合金的熱膨脹率大于內(nèi)筒和外筒，使 內(nèi)筒和外筒的熱裝接合部在圓筒面上完全地貼緊，通過電流分布的均勻化，抑制了因熱點(diǎn) 等的通電不穩(wěn)而產(chǎn)生的弊病。該電沉積滾筒需要在內(nèi)筒上加工出溝槽或纏繞金屬絲形成溝 槽，并填充低熔點(diǎn)金屬。在填充低熔點(diǎn)金屬時，如果事先將低熔點(diǎn)金屬熔化后填充在內(nèi)筒上 加工平滑后進(jìn)行熱裝，在熱裝時由于環(huán)境溫度超過低熔點(diǎn)金屬熔點(diǎn)，部分區(qū)域的低熔點(diǎn)金 屬熔化后會流走，造成部分區(qū)域填充不足；如果在熱裝后再將熔化的低熔點(diǎn)金屬填充，由于 內(nèi)外筒之間的間隙小，金屬流動不暢，也不能保證所有部位得到充分有效的填充。在未得到 充分填充的部位，內(nèi)筒和外筒之間是存在間隙，無法實(shí)現(xiàn)正常均勻?qū)щ姷哪康?，也就無法有 效地抑制熱點(diǎn)的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在產(chǎn)生熱點(diǎn)的不足，本發(fā)明提出了一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒。本發(fā)明包括外筒和內(nèi)筒，內(nèi)筒的外表面和外筒的內(nèi)表面經(jīng)過機(jī)械加工通過熱裝形 成電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，并且所述的內(nèi)筒采用鋁合金制成，導(dǎo)電板包括環(huán)形導(dǎo)電板和條
3形導(dǎo)電板；所述的條形導(dǎo)電板與環(huán)形導(dǎo)電板之間相互垂直，在內(nèi)筒的內(nèi)圓表面形成網(wǎng)狀的 導(dǎo)電板；內(nèi)筒的筒壁厚度為12mm或15mm;導(dǎo)電板的厚度a為15mm或20mm，高度c為160mm 或200mm ；各環(huán)形導(dǎo)電板之間的間距b為200mm。 所述的環(huán)形導(dǎo)電板有6個，其外徑同內(nèi)筒的內(nèi)徑，沿內(nèi)筒的軸向方向排布在內(nèi)筒 的內(nèi)圓表面；所述的條形導(dǎo)電板有36個，沿內(nèi)筒的徑向方向均勻排布在內(nèi)筒的內(nèi)圓周表所述的內(nèi)筒所使用的鋁合金材料在20°C 100°C時，該鋁合金材料的線膨脹系數(shù) 大于16X10-6(1/°C )，并且鋁合金材料20°C時的體電導(dǎo)率大于50% IACS。本發(fā)明的內(nèi)筒采用熱膨脹率高、導(dǎo)電性良好的鋁合金材料，使內(nèi)外筒的接合部在 工作時正壓力增大，接觸狀態(tài)穩(wěn)定，避免了常規(guī)結(jié)構(gòu)存在的正壓力減小而導(dǎo)致的接觸不穩(wěn) 定、接觸電阻增大的弊端，抑制熱點(diǎn)的產(chǎn)生。本發(fā)明在內(nèi)筒的內(nèi)表面設(shè)置了有網(wǎng)狀的導(dǎo)電板，對網(wǎng)狀導(dǎo)電板的網(wǎng)格間距、導(dǎo)電 板厚度合理布局，使網(wǎng)狀導(dǎo)電板的導(dǎo)電截面面積大于內(nèi)筒筒壁軸向?qū)щ娊孛婷娣e，導(dǎo)電板 的電阻小于筒壁軸向電阻，使電流傳到內(nèi)筒壁后，進(jìn)而以各環(huán)形導(dǎo)電板和條形導(dǎo)電板為主 要送電通路，將電流傳到陰極輥內(nèi)筒的兩端。本發(fā)明中，網(wǎng)狀導(dǎo)電板增大了內(nèi)筒的散熱面面 積，實(shí)現(xiàn)內(nèi)筒溫度的均勻性、內(nèi)筒與外筒之間正壓力的均勻性，克服了內(nèi)筒局部異常發(fā)熱而 電阻增大的問題，實(shí)現(xiàn)大通電量下內(nèi)筒不過熱、抑制了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，提高了電解用旋轉(zhuǎn)陰極 輥滾筒的接觸正應(yīng)力、整體剛性和散熱性能，從而提高成品箔的質(zhì)量水平。


附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明電解陰極輥滾筒構(gòu)造的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明電解陰極輥滾筒構(gòu)造的側(cè)視圖；附圖4是表示本發(fā)明電解陰極輥滾筒內(nèi)筒構(gòu)造的三維圖。其中1.外筒2.內(nèi)筒3.導(dǎo)電板
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，包括外筒1、內(nèi)筒2和導(dǎo)電板3。該滾筒外徑為 Φ 2700mm，最大導(dǎo)電電流60KA。如圖2 圖4所示。內(nèi)筒2的外表面和外筒1的內(nèi)表面經(jīng)過機(jī)械加工、鍍銀處理 后，通過熱裝形成電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒。內(nèi)筒2的內(nèi)表面分布有網(wǎng)狀的導(dǎo)電板3。外筒1為用純鈦TAO制成的薄壁圓筒。外筒1的壁厚為8mm ；外筒1的內(nèi)徑比內(nèi) 筒2的外徑小3mm，以過盈方式配合。外筒1所用的純鈦的膨脹率為10. 6X 10_6(1/°C )。內(nèi)筒2是用鋁合金鑄造而成的薄壁圓筒，內(nèi)筒2的筒壁厚度為15mm。導(dǎo)電板包括 環(huán)形導(dǎo)電板和條形導(dǎo)電板；條形導(dǎo)電板與環(huán)形導(dǎo)電板之間相互垂直，在內(nèi)筒2的內(nèi)表面形 成網(wǎng)狀的導(dǎo)電板3。環(huán)形導(dǎo)電板有6個，其外徑同內(nèi)筒2的內(nèi)徑，固定在內(nèi)筒2的內(nèi)圓表面， 并沿內(nèi)筒2的軸向方向排布；各環(huán)形導(dǎo)電板之間的間距b為200mm。條形導(dǎo)電板有36個， 沿內(nèi)筒2的徑向方向均勻排布在內(nèi)筒2的內(nèi)圓周表面；各條形導(dǎo)電板之間形成的夾角β為10° ；導(dǎo)電板3的厚度a為20mm，高度c為200mm。內(nèi)筒2所使用的鋁合金材料需滿足線膨脹系數(shù)(20°C 100°C時)大于 16X10_6(1/°C )，并且鋁合金材料20°C時的體電導(dǎo)率大于50% IACS。本實(shí)施例中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)電板在加強(qiáng)內(nèi)筒剛性的同時能夠調(diào)整內(nèi)筒電流分布和 溫度的分布，使電流、溫度分布均勻。實(shí)施例二一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，包括外筒1、內(nèi)筒2和導(dǎo)電板3。該滾筒外徑為 Φ 2020mm，最大導(dǎo)電電流35KA。如圖2 圖4所示。內(nèi)筒2的外表面和外筒1的內(nèi)表面經(jīng)過機(jī)械加工、鍍銀處理 后，通過熱裝形成電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒。內(nèi)筒2的內(nèi)表面分布有網(wǎng)狀導(dǎo)電板3。外筒1為用純鈦TAO制成的薄壁圓筒。外筒1的壁厚為8mm ；外筒1的內(nèi)徑比內(nèi) 筒2的外徑小2mm，以過盈方式配合。外筒1所用的純鈦的膨脹率為10. 6 X 10_6 (1/°C )。內(nèi)筒2是用鋁合金鑄造而成的薄壁圓筒，內(nèi)筒2的筒壁厚度為12mm。導(dǎo)電板3包 括環(huán)形導(dǎo)電板和條形導(dǎo)電板，并且條形導(dǎo)電板與環(huán)形導(dǎo)電板之間相互垂直，在內(nèi)筒2的內(nèi) 表面形成網(wǎng)狀的導(dǎo)電板。環(huán)形導(dǎo)電板有6個，其外徑同內(nèi)筒2的內(nèi)徑，固定在內(nèi)筒2的內(nèi)圓 表面，并沿內(nèi)筒2的軸向方向排布；各環(huán)形導(dǎo)電板之間的間距b為200mm。條形導(dǎo)電板有36 個，沿內(nèi)筒2的徑向方向均勻排布在內(nèi)筒2的內(nèi)圓周表面；各條形導(dǎo)電板之間形成的夾角 β為10°。導(dǎo)電板3的厚度a為15mm，高度c為160mm。內(nèi)筒2所使用的鋁合金材料需滿足線膨脹系數(shù)(20°C 100°C時)大于 16X10_6(1/°C )，并且鋁合金材料20°C時的體電導(dǎo)率大于50% IACS。
權(quán)利要求
一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，包括外筒(1)和內(nèi)筒(2)，在內(nèi)筒(2)的內(nèi)表面有加強(qiáng)筋板；內(nèi)筒(2)的外表面和外筒(1)的內(nèi)表面經(jīng)過機(jī)械加工通過熱裝形成電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒；其特征在于，所述的內(nèi)筒(2)采用鋁合金制成；導(dǎo)電板(3)包括環(huán)形導(dǎo)電板和條形導(dǎo)電板；所述的條形導(dǎo)電板與環(huán)形導(dǎo)電板之間相互垂直，在內(nèi)筒(2)的內(nèi)圓表面形成網(wǎng)狀的導(dǎo)電板(3)；內(nèi)筒(2)的筒壁厚度為12mm或15mm；導(dǎo)電板(3)的厚度a為15mm或20mm，高度c為160mm或200mm；各環(huán)形導(dǎo)電板之間的間距b為200mm。
2.如權(quán)利要求1所述一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，其特征在于，所述的環(huán)形導(dǎo)電板有6 個，其外徑同內(nèi)筒的內(nèi)徑，沿內(nèi)筒的軸向方向排布在內(nèi)筒⑵的內(nèi)圓周表面；所述的條形導(dǎo) 電板有36個，沿內(nèi)筒的徑向方向均勻排布在內(nèi)筒(2)的內(nèi)圓周表面。
3.如權(quán)利要求1所述一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，其特征在于，內(nèi)筒(2)所使用的鋁合 金材料在20°C 100°C時，該鋁合金材料的線膨脹系數(shù)大于16X 10_6(1/°C )，并且鋁合金材 料20°C時的體電導(dǎo)率大于50% IACS。
全文摘要
一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，包括外筒和內(nèi)筒。內(nèi)筒采用鋁合金制成，并在內(nèi)筒內(nèi)表面分布有網(wǎng)狀的導(dǎo)電板；內(nèi)筒2的筒壁厚度為12mm或15mm；導(dǎo)電板的厚度a為15mm或20mm，高度c為160mm或200mm；導(dǎo)電板由6個環(huán)形導(dǎo)電板和36個條形導(dǎo)電板組成，環(huán)形導(dǎo)電板軸向間距b為200mm，條形導(dǎo)電板在內(nèi)筒圓周方向均勻排布。由于本發(fā)明采取的技術(shù)方案，使網(wǎng)狀導(dǎo)電板的導(dǎo)電截面面積大于內(nèi)筒筒壁軸向?qū)щ娊孛婷娣e，導(dǎo)電板的電阻小于筒壁軸向電阻，實(shí)現(xiàn)內(nèi)筒溫度的均勻性、內(nèi)筒與外筒之間正壓力的均勻性，實(shí)現(xiàn)大通電量下內(nèi)筒不過熱、抑制了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，提高了電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒的接觸正應(yīng)力、整體剛性和散熱性能，從而提高成品箔的質(zhì)量水平。
文檔編號C25D17/12GK101928978SQ20101027785
公開日2010年12月29日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者任發(fā)民, 呂尚寧, 張立武, 徐衛(wèi)兵, 楊東海, 武建濤, 王建鋒, 許俊如, 韓冬 申請人:西安航天動力機(jī)械廠