年輪應力複合型陰極輥的製作方法
2023-05-16 03:47:06 3
專利名稱：年輪應力複合型陰極輥的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種用於銅箔生產的陰極輥，屬於用電解法生產銅箔的機械設備。
隨著電子工業的迅速發展，對高質量的銅箔的需求量也越來越大。目前，國內、外生產銅箔的方法一般均採用電解法，而陰極輥是生產電解銅箔的關鍵設備。現有的陰極輥的結構一般分為兩種一種是不鏽鋼輥表面鍍鉻，另一種是單層鈦輥。前者雖表面鍍鉻以防止不鏽鋼輥腐蝕，但因陰極的環境汙染較重，仍不可避免不鏽鋼輥被腐蝕，且不鏽鋼輥電阻大，輸入較大電流時，軸和輥面都發熱，生產出的銅箔表面多孔，厚薄不均，性能不穩定；後者的單層鈦輥的耐腐蝕性強，能生產出較高質量的電解銅箔，但鈦輥的電阻率大，也會同樣出現在大電流時輥面發熱影響所生產的銅箔質量的現象。另外，由於受製造條件的制約，單層鈦輥的長度受到限制，因此生產銅箔的產量較低。
本實用新型的目的是設計一種年輪應力複合型陰極輥，其結構簡單，耐腐蝕，能夠消除工作過程中陰極輥發熱，提高所生產的電解銅箔的質量及產量。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥主要由輥筒、導電帶、堵板、軸套及主軸組成，軸套沿軸向位於輥筒內，輥筒通過導電帶與軸套固定連接，主軸與軸套過盈配合，輥筒兩端由堵板密封，所說的輥筒由外層、中層和內層三層複合而成，外層為一由耐腐蝕材料製成的筒體，中層和內層由數量相同的兩個以上的圓環構成，內層鋼性圓環通過壓裝與中層的導電圓環過盈配合成為複合圓環，兩個以上的複合圓環通過壓裝與外層筒體過盈配合形成輥筒。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥中，輥筒的外層筒體為一鈦筒，中層的導電環為由銅板卷焊形成的銅環，內層的鋼性圓環為由鋼板卷焊形成的鋼環。
為節省材料，降低筒體重量，軸套由安裝在主軸兩端的法蘭及連接法蘭的連接排構成。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥的輥筒中層的導電圓環內層的鋼性圓環帶有鋸口，用於固定導電帶。
為減小導電帶兩端與輥筒及軸套支撐連接時引起輥筒變形，用於連接導電帶的導電接頭一端位於內層鋼環所帶的鋸口中，與輥筒中層的導電圓環焊接在一起。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥中的軸套、導電接頭及導電帶均由導電性好的銅材製成。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥在製造時，首先在銅環所帶的鋸口中將導電接頭一端沿軸向焊接在銅環上，然後將內層的鋼環與中層的銅環進行過盈壓裝配合形成鋼—銅複合環，鋼環及銅環的鋸口對齊，將導電接頭向內層彎曲與輥面垂直，再將鋼—銅複合環竹節式依次壓裝進外層的鈦筒內，形成輥筒。將軸套的法蘭壓在主軸兩端，法蘭間通過連接排連接，將導電帶兩端分別用螺栓固定後焊接在輥筒的接頭及軸套的法蘭或連接排上，使主軸和輥筒固定構成一整體，最後在輥筒兩端及軸套間焊接上堵板，將輥筒密封。
在使用過程中，陰極輥浸入電解液中，電流通過軸套、導電帶傳到輥面，通過電解液與陽極形成電解迴路，在陰極形成電解銅箔。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥的優點是1.耐腐蝕，不易變形，提高了生產銅箔的質量及產量。由於陰極輥的輥筒為三層不同金屬材料複合構成，表面鈦筒防腐蝕，中層的銅環導電性好，內層的鋼環鋼性好，採用竹節式壓裝方式複合成一體，結合率大於90％，從而使陰極輥的輥筒既防腐蝕，又不易變形，保證加工的電解銅箔厚薄均勻，提高生產銅箔的質量。
2.降低了輥筒的電阻值，提高了銅箔產量。由於銅的導電性好，電流通過銅材製成的軸套、導電排、導電帶直接作用於輥筒的鈦表面，大大降低了電阻值，因此消除了生產過程中在電流較大時，輥筒表面發熱影響銅箔質量的問題，提高了輥面的電流密度，從而提高了銅箔的產量，較相同輥徑的單層鈦輥的生產率提高35％左右。
3.結構簡單，生產成本低。輥筒複合層均可由板材卷焊形成，且輥筒與軸之間的固定連接結構為花欄式結構，節省了製做材料，避免了輥體重量較大的問題。其製做工藝簡單，不需要大型加工設備進行製做，生產效率高，並且可減少其它輔助性勞動，因此降低了生產成本。
本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥可適用於大量生產銅箔的廠礦、企業應用。
圖1是本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥的軸向剖視圖。
圖2是
圖1的A-A向剖視圖。
圖3是
圖1中I部的局部放大圖。
下面結合具體實施例對本實用新型所設計的年輪應力複合型陰極輥的實施方式及效果作進一步說明。
圖1、2是本實用新型所設計的一種年輪應力複合型陰極輥，它主要由輥筒1、導電帶2、堵板3、軸套4及主軸5組成。輥筒1的輥面寬為1400mm，輥徑為1500mm。輥筒1由三層不同的金屬材料複合而成，外層為鈦筒6、中層為銅筒7、內層為鋼筒8，均由板材卷焊而成，三層複合均採用壓裝方式。由於輥面較寬，整體鈦筒與銅筒應力複合難度大，質量不易保證，因此將銅筒及鋼筒分別分為五個相同的圓環，並且鋼環及銅環的兩端徑向均勻地分布有六個鋸口。製做時，先將銅環的鋸口處沿軸線方向焊接上銅導電接頭9，將鋼環過盈壓裝入銅環內形成鋼—銅複合環，鋼環與銅環的鋸口相對齊，向環內彎曲銅導電接頭9，使之與環面垂直，再將每個鋼—銅複合環竹節式依次壓裝入鈦筒6內形成複合的輥筒1，輥筒1的複合層結合面的結合率大於90％。軸套4由銅材製成的法蘭10及導電排11構成，將主軸5的兩端與軸套4的法蘭10過盈配合，兩法蘭間由連接排11焊接連接。主軸5連同軸套4位於輥筒1的中間，銅導電帶2一端與銅導電接頭9用螺栓固定後焊接在一起，如圖3所示。銅導電帶2另一端與軸套4螺栓固定後焊接固定，將主軸5與輥筒1固定在一起。最後將輥筒兩端通過由鈦材製成的堵板3密封，形成陰極輥整體。
在應用時，將陰極輥置於電解液中，與陽極、電解液形成電流迴路，由於輥筒為三層複合結構，表面鈦層防腐蝕，中層銅環的導電性好，電阻小，電流通過軸套4、導電帶2、輥筒1中的銅筒7直接作用於輥筒表面，從而大大降低了電阻率，在輸入電流大於16000A時，輥筒表面不發熱，輥面的電流密度大於6800A/m2，而內層的鋼環保證了輥面不易變形，因此大大提高了銅箔生產的質量及產量，延長了陰極輥的使用壽命。
權利要求1.一種年輪應力複合型陰極輥主要由輥筒、導電帶、堵板、軸套及主軸組成，主軸及軸套沿軸向位於輥筒內，輥筒通過導電帶與軸套固定連接，主軸與軸套過盈配合，輥筒兩端由堵板密封，其特徵在於輥筒由外層、中層和內層三層複合而成，外層為一由耐腐蝕材料製成的筒體，中層和內層由數量相同的兩個以上的圓環構成，內層的鋼性圓環通過壓裝與中層的導電圓環過盈配合成為複合圓環，兩個以上的複合圓環通過壓裝與外層筒體過盈配合形成輥筒。
2.根據權利要求1所述的年輪應力複合型陰極輥，其特徵還在於構成輥筒的外層筒體為一鈦筒，中層的導電圓環為由銅板卷焊形成的銅環，內層的鋼性圓環為由鋼板卷焊形成的鋼環
3.根據權利要求1所述的年輪應力複合型陰極輥，其特徵還在於軸套由安裝在主軸兩端的法蘭及兩法蘭間的連接排構成
4.根據權利要求2所述的年輪應力複合型陰極輥，其特徵還在於中層導電圓環及內層鋼性圓環帶有鋸口。
5.根據權利要求4所述的年輪應力複合型陰極輥，其特徵還在於用於連接導電帶的導電接頭的一端通過鋸口與中層的導電圓環焊接在一起。
6.根據權利要求5所述的年輪應力複合型陰極輥，其特徵還在於軸套、導電帶及導電接頭均由導電性好的銅材製成。
專利摘要本實用新型涉及一種年輪應力複合型陰極輥，屬於用電解法生產銅箔的機械設備。它主要由輥筒、導電帶、堵板、軸套及主軸組成，主軸固定於軸套內，輥筒與軸套通過導電帶焊接固定在一起，堵板密封在輥筒兩端，輥筒為三層金屬材料複合而成，從而提高了陰極輥的耐腐蝕性，且消除工作過程中陰極輥發熱的現象，提高所生產的電解銅箔的質量及產量。本實用新型結構簡單，節省製做材料，可用於加工各種規格的銅箔。
文檔編號C25D17/12GK2242251SQ9522670
公開日1996年12月11日 申請日期1995年11月24日 優先權日1995年11月24日
發明者鄧青元, 史克亭, 唐秉生, 馬天農 申請人:北京有色金屬研究總院