用于生产金属箔的鼓形阴极及其生产方法技术

用于生产金属箔的一个新的、经改进的钛金属鼓形阴极和制造该鼓形阴极的一种方法，该方法包括将卷成圆筒状的一张钛板的末端焊接在一起的步骤。在焊接过程中，形成焊缝的一些焊珠在固化时立即进行高温锤击处理。当焊缝完全成型时，对已成型并焊接好的钛板进行热处理循环，该热处理循环包括一个双重热处理。钛金属板和用来形成焊缝的焊缝金属最好都包括如氧化钇的添加剂。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将钛金属的两个或数个断面连接在一起的新的、经改进的方法。本专利技术的方法特别适用于制造鼓形阴极，这些鼓形阴极可用于生产金属箔。具体地说，本专利技术提供了一种包括钛金属的经改进的鼓形阴极和制造该鼓形阴极的一种新方法，该钛金属包含了最好如氧化钇的晶粒细化剂或弥散强化剂。大多数电子装置，例如：计算机、电视、无线电接收机和放大器都包括由印刷线路板构成的电子电路。由Strong等人研究的印刷线路板生产技术，如英国专利No.690，691所公开的，对现代社会具有深远的影响。自从Strong等人最初的努力至今，增加在一个一定线路板表面区域内可放置的电路元件的数目一直是印刷线路板工业追求的目标。为了达到这个目标，自Strong等人之后，产生了各种生产印刷线路板的新的和经改进的方法，如Whewell等人在美国专利No.5，017，271中公开的相当好的方法，该专利为Gould  Inc.所有。在印刷线路板的制造过程中，原材料（包括通常为铜箔的导电箔）和由有机树脂及合适的加强物组成的介电支撑物紧紧地压在一-->起，在一定的温度和压力条件下进行加工，生产出叫叠层板的产品。然后这些叠层板用来制造印刷线路板。一般的工艺过程是这样的：通过在叠层板表面腐蚀掉部分导电箔，在腐蚀过的叠层板表面便留下了清晰的导线和成形元件的图形。然后将叠层板和/或叠层板材料与经腐蚀的产品一起压紧，形成多层印刷线路板。经过其它加工，例如打孔和插入元件，就最终完成了印刷线路板制品的生产。印刷线路板工业的推进小型化和增加每块板的功能的努力使得导体的宽度更窄、在更薄的基板上的相互间隔更小。铜箔的特性对印刷线路板成品的电气性能影响极大。例如，用于多层板的箔在打孔时不得裂开。此外，为了减少废品损耗，最好使用在叠层板加工过程中不易起皱的箔。同样，而且更重要的是铜箔的厚度不均匀或表面结构不一致会使任何特定印刷线路板的电气特性不可预测。生产用用印刷线路板的铜箔有两种主要的方法：滚压法或电极淀积法。通过电极淀积工艺生产的铜箔要使用一个电沉积槽（EFC），它由一个阳极、一个阴极、电解液和在一个适当电势下的电流源组成，电解液通常包含硫酸铜和硫酸。当在阳极和阴极之间旋加电压时，铜就淀积在阴极表面上。这个过程由形成电解液开始，通常是在酸中溶化（或溶解）金属铜原材料。在铜溶解后，该溶液要经过彻底的净化过程，以保证电淀积的箔不会分裂和/或中断。可以在溶液中加入各种添加剂来控制其性能。-->将溶液泵入EFC，当阳极与阴极之间施加电压时，在阴极上出现铜的电极淀积。特别是该工艺使用了可旋转的圆筒形阴极（“鼓形阴极”），它可以具有各种不同的直径和宽度。然后随着鼓形阴极的旋转，将经电极淀积的箔作为连续的金属薄片从鼓形阴极上取下。使用上述传统电极淀积法做出的铜箔一面光滑（鼓面），一面毛糙或无光（铜淀积生长面）。为了产生一张厚度和表面光洁度均匀的箔，鼓形阴极的镀面（plating  surface）要均匀和始终如一，这是绝对必要的。具体地说，金属箔的品质和特性是鼓形阴极的镀面质量的函数。为了取得均匀的无光表面，镀面必须具有均匀的硬度，没有表面缺陷和瑕疵。此外，为了在使用中保持有一个合适的表面光洁度，镀面必须具有合适的硬度。用于生产铜金属箔的鼓形阴极至今一般用不锈钢或ASTM7级钛来制造。ASTM7级钛包括0.2重量百分比的钯（Pd）。在一些应用中，通常还是以钛为好，它不会引起某些环境保护问题。然而，与钛阴极有关的一个主要问题是成本高或特性不令人满意。具体地说，许多先有技术的钛鼓形阴极是以无缝的或整体不分的形式生产的（即连续单一的一张，没有连接或焊接），以便能沿着鼓形阴极的外径提供一种均匀的无光表面。然而，用于形成一个无缝钛鼓形阴极的设备非常昂贵，结果是生产出来的鼓形阴极也非常贵。另外一些先有技术钛鼓形阴极的生产则是把一张钛板做成圆筒形，并将两端焊接-->在一起。不过，这种鼓形阴极多数不能提供经久耐用的没有缺陷和瑕疵的均匀无光表面。具体地说，在使用过程中，焊接区开始在金属箔上留下它的印记或阴影，这样，与无缝鼓形阴极相比，就需要频繁地更换该鼓形阴极。因此，人们相信如果能找出一种方法，将一段钛焊接在一起以提供具有经久耐用的没有缺陷和瑕疵的均匀无光表面的鼓形阴极，就不需要昂贵的无缝生产设备，也不需要由于频繁更换先有技术焊接的鼓形阴极而引起的费用，从而节省了相当多的开支。本专利技术提供生产钛鼓形阴极的一种新的、经改进的非无缝式的方法，它基本上消除了焊接区的痕迹，并且沿着鼓形阴极的整个镀面具有均匀无光光洁度，没有表面缺陷和瑕疵。本专利技术还提供一种硬度提高了的鼓形阴极，鼓镀面具有持久的光洁度，从而提高了生产率，降低了加工费用。此外，按照本专利技术的原则制造的鼓形阴极的生产成本可以比无缝鼓形阴极低许多，因为不需要使用生产无缝鼓形阴极所使用的昂贵设备。在一个最佳实施例中，本专利技术提供一种制造用于生产电极淀积铜箔的鼓形阴极的方法，包括以下步骤：提供钛金属的第一断面，提供钛金属的第二断面，并用焊缝填充金属将钛金属的第一断面与第二断面连接在一起。钛金属的第一断面和第二断面最好包括一片单片的钛金属。焊缝填充金属和单片的钛金属最好包括晶粒细化剂或弥散强化剂。焊缝填充金属和单片的钛金属包括大约0.04重量百分比的氧化钇Y2O3则更好。在本说明书及以后的权利要求书中所使用-->的“钛金属”一词，除非另有说明，均包括合金钛和非合金钛。在连接步骤中，利用合适的焊接技术，堆出熔化的焊缝填充金属的多层焊缝或叠珠焊缝。在焊缝金属或焊珠固化后立即将已固化的焊接金属在大约1500℃的温度下进行高温锤击处理（hot  peening），以使焊珠的高度至少减少百分之六十。在连接操作之后，至少将上述钛金属连接断面的一部分从大约982℃开始加热约三十分钟，进行热处理。在加热步骤之后，钛金属连接断面最好在加热炉内冷却。然后，将它加热到约815℃约十五分钟，进行第二次热处理，接着在加热炉内冷却。除非另有说明，在本说明书及以后的权利要求书中所提供的所有温度都是均化温度（即，被加热、冷却或保持在某个温度时的材料的整个片或断面的一个基本稳定的温度）。在阅读和理解了说明书、附图和权利要求书后，本领域的一般技术人员将清楚地知道本专利技术的这些方面及其它方面。参照附图：图1是按照本专利技术原则制造的一个鼓形阴极的侧视图;图2是用于生产图1的鼓形阴极的钛金属的一截或一片的侧视图;图3A在进行焊接操作前图2中一段钛金属的两端的局部的侧视图;图3B是在进行焊接操作时图2的一段钛金属的两端的一部分-->的侧视示意图;图4A是在进行高温锤击处理前图3的其中一颗焊珠的放大截面示意图;图4B是在高温锤击处理后图4A的焊珠的截面示意图;图5是在完成焊接操作时图2的一段钛合金的两端的侧视图;图6A、6B和6C是在50X下拍摄的显微照片，展示了按照本专利技术原则连接在一起的一片钛金属分别在焊接区、紧靠焊接区的区域和金属底基的横截面（侧视）。参照附图，先看图1，这是一个按照本专利技术原则制造的一个钛鼓形阴极10。阴极10是由一张钛金属板12的两端连接在一起形成的，如图2所示。阴极10包括一个经加工的表面13，它显示了一个从头到尾均匀无光无瑕疵的表面，即使是在钛板12的两端连接时所形成的焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造用于生产电极淀积金属箔的鼓形阴极的一种方法，包括以下步骤：Ａ．提供钛金属的一个第一断面和一个第二断面；和Ｂ．利用焊缝金属将钛金属的第一断面与第二断面连接，形成一个钛金属连接面，该焊缝金属包含钛和从一组添加剂中选出的一种添加剂，这组添加剂包括：氧化钇、二氧化铈、二氧化锆、氧化镧、氧化钕、硼化钛和碳化钛。

【技术特征摘要】
US 1992-4-1 07/861,5531、制造用于生产电极淀积金属箔的鼓形阴极的一种方法，包括以下步骤：A.提供钛金属的一个第一断面和一个第二断面；和B.利用焊缝金属将钛金属的第一断面与第二断面连接，形成一个钛金属连接面，该焊缝金属包含钛和从一组添加剂中选出的一种添加剂，这组添加剂包括：氧化钇、二氧化铈、二氧化锆、氧化镧、氧化钕、硼化钛和碳化钛。2、根据权利要求1的一种方法，其中所述钛金属的第一断面和第二断面包括一片单片的钛金属，这片单片的钛金属含钛和氧化钇。3、根据权利要求1的一种方法，其中所述焊缝金属含约0.001至0.10重量百分比的氧化钇。4、根据权利要求1的一种方法，其中所述焊缝金属含约.01至.07重量百分比的氧化钇。5、根据权利要求1的一种方法，其中所述焊缝金属含约.04重量百分比的氧化钇。6、根据权利要求2的一种方法，其中所述单片的钛金属含约.001至.10重量百分比的氧化钇。7、根据权利要求2的一种方法，其中所述单片的钛金属含约.01至.07重量百分比的氧化钇。8、根据权利要求2的一种方法，其中所述单片的钛金属含约.04重量百分比的氧化钇。9、根据权利要求1的一种方法，包括以下步骤：C.将所述钛金属连接面的至少一部分加热。10、根据权利要求9的一种方法，其中在所述步骤C中要将所述钛金属连接面的至少一部分加热至约940℃至约1024℃，时间约5至60分钟。11、根据权利要求9的一种方法，其中在所述步骤C中要将所述钛金属连接面的至少一部分加热至约968℃至约995℃，时间约10至50分钟。12、根据权利要求9的一种方法，其中在所述步骤C中要将所述钛金属连接面的至少一部分加热至约982℃，时间约25分钟。13、根据权利要求9的一种方法，包括以下步骤：D.将所述钛金属的连接面冷却至大约室温;和E.将所述钛金属的连接面的至少一部分加热。14、根据权利要求13的一种方法，其中在所述步骤D中以每分钟约5℃的速度将所述钛金属的连接面冷却至室温。15、根据权利要求13的一种方法，其中在所述步骤E中将所述钛金属连接面的至少一部分在约774℃至约857℃的温度下加热约5至60分钟。16、根据权利要求13的一种方法，其中在所述步骤E中将所述钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德姆G拜伊，詹米尔H查伯阑，江顺高，
申请(专利权)人：古尔德有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]