一种超大直径阴极辊的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种超大直径阴极辊的制造方法，包括如下步骤：S1、钛锭锻造：钛锭经加热后锻造使钛锭晶粒组织分布均匀，再经过环轧设备挤压钛锭制成钛筒坯环；S2、钛筒旋压：钛筒坯环经过加热并套入旋压模具，分五道次进行旋压加工，制成钛筒；S3、阴极辊制造：将钛筒加热，实现阴极辊辊芯和钛筒的过盈装配，经过车削加工制成超大直径阴极辊。该方法未使用焊接或其他增料的加工方式，可以确保筒体微观组织均匀一致，由该方法生产的钛筒可以生产外径为3000mm至4000mm的阴极辊。相较于外径2700mm的同等宽幅阴极辊，外径3000mm以上的阴极辊能够在保持电流密度不变的情况下使铜箔的生产效率提高20～40％，同时生产成本不会增加。同时生产成本不会增加。同时生产成本不会增加。

【技术实现步骤摘要】
一种超大直径阴极辊的制造方法


[0001]本专利技术属于钛材料加工
，涉及一种超大直径阴极辊的制造方法。

技术介绍

[0002]阴极辊是电解铜箔制造设备中重要的生产工具，运用电解还原反应将铜离子还原为铜原子并沉积在阴极辊辊面，最终生产出铜箔。目前国内铜箔生产厂商普遍采用直径为Φ2700mm的阴极辊，这是国内能够生产的最大直径，。随着下游行业的发展，铜箔需求量高速增长，如何提高铜箔产量满足市场需求。提高铜箔的生产效率最主要的方式就是提高工作面电流密度，或者增加参与电解反应的接触面积，然而电流密度过大将导致铜箔出现气孔、凸点、薄厚不均等情况，且过大的电流密度会快速破坏配套阳极板的涂层，频繁更换阳极板导致铜箔生产成本增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种超大直径阴极辊的制造方法，未使用焊接或其他增料的加工方式，可以确保筒体微观组织均匀一致，由该方法生产的钛筒可以生产外径为3000mm至4000mm的阴极辊。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种超大直径阴极辊的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]S1、钛锭锻造：钛锭经加热后锻造使钛锭晶粒组织分布均匀，再经过环轧设备挤压钛锭制成钛筒坯环；
[0007]S2、钛筒旋压：钛筒坯环经过加热并套入旋压模具，分五道次进行旋压加工，制成钛筒；
[0008]S3、阴极辊制造：将钛筒加热，实现阴极辊辊芯和钛筒的过盈装配，经过车削加工制成超大直径阴极辊。
[0009]进一步地，所述步骤S1具体包括如下步骤：
[0010]S101、将圆柱形钛锭加热至1100℃～1200℃，从轴向和径向分别锻打三次，轴向锻打铸锭使其变形量高于30％，径向锻打钛锭使其恢复到锻打前尺寸；
[0011]S102、将步骤S101处理后的钛锭进行车削处理，去除钛锭表面的氧化皮，车削加工表面粗糙度不超过Ra3.2μm；
[0012]S103、将步骤S102中车削处理后的钛锭圆柱轴心上钻内孔，所述内孔直径为250mm，且贯穿钛锭，所述孔与钛锭外表面保持同心；
[0013]S104、将中频炉内充满惰性保护气体，将步骤S103得到的钛锭加热至950℃～1000℃，使用环轧设备挤压钛锭外表面并扩大内孔，制成钛筒坯环；
[0014]S105、将步骤S104得到的钛筒坯环内外径车削并抛光，表面粗糙度≤Ra0.8μm；
[0015]进一步地，所述步骤S2具体内容如下：
[0016]将中频炉充满惰性保护气体，将钛筒坯环加热至800℃，套入旋压模具，待钛筒坯
环冷却至600℃时开始旋压，旋压共五道次，制成钛筒每次旋压钛筒坯环壁厚变形量为18.8％～19.2％。
[0017]进一步地，所述步骤S3中对阴极辊辊芯和钛筒进行过盈装配前包括如下步骤：
[0018]S301：将电阻炉内充满惰性保护气体，将步骤S2制成的钛筒加热至470℃～500℃，保温2小时，随炉冷却至室温；
[0019]S302：车削钛筒内壁，车削加工后表面粗糙度≤Ra3.2μm，并在钛筒内壁镀银，镀银厚度为0.005mm。
[0020]进一步地，所述步骤S3中阴极辊辊芯包括钢轴，所述钢轴设置在钢筒体的轴心位置，所述钢轴和钢筒体通过钢侧板进行固定，所述阴极辊辊芯还包括铜筒体和铜管，所述铜筒体通过加热过盈装配在钢筒体外侧，所述铜管通过加热过盈装配在钢轴两侧，所述铜筒体与铜管通过焊接铜侧板进行连接。
[0021]进一步地，所述步骤S3中阴极辊辊芯和钛筒过盈装配具体方法如下：
[0022]车削阴极辊辊芯外表面，抛光后外表面镀银，将电阻炉内充满惰性保护气体，将钛筒加热到200℃，保温1小时，在电阻炉炉膛中将阴极辊辊芯装入钛筒内部，待炉膛温度降至室温，在辊体两侧焊接钛侧板、钛护套制成阴极辊。
[0023]进一步地，所述步骤S3中对阴极辊外径进行车削加工，将辊面抛光至Ra0.8μm。
[0024]进一步地，所述制造方法适用于外径3000mm至4000mm的阴极辊生产。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]一种超大直径阴极辊的制造方法，该方法未使用焊接或其他增料的加工方式，可以确保筒体微观组织均匀一致，由该方法生产的钛筒可以生产外径为3000mm至4000mm的阴极辊。相较于外径2700mm的同等宽幅阴极辊，外径3000mm以上的阴极辊能够在保持电流密度不变的情况下使铜箔的生产效率提高20～40％，配套阳极的涂层寿命不会受到影响，同时每吨铜箔的生产成本不会增加保持不变。而且铜箔不会产生气孔、凸点、薄厚不均等情况。
[0027]本专利技术中，通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术一种超大直径阴极辊结构图；
[0031]图2为本专利技术实施例1外径3000mm的阴极辊制得的铜箔的金相图；
[0032]其中：1、钛筒；2、铜筒体；3、钢筒体；4、钢侧板；5、铜侧板；6、钛侧板；7、钛护套；8、铜管；9、钢轴。
具体实施方式
[0033]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置的例子。
[0034]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0035]一种超大直径阴极辊的制造方法，包括如下步骤：
[0036]S1、钛锭锻造：钛锭经加热后锻造使钛锭晶粒组织分布均匀，再经过环轧设备挤压钛锭制成钛筒坯环；
[0037]S101、将圆柱形钛锭加热至1100℃～1200℃，从轴向和径向分别锻打三次，轴向锻打铸锭使其变形量高于30％，径向锻打钛锭使其恢复到970～1000mm；
[0038]S102、将步骤S101处理后的钛锭进行车削处理，去除钛锭表面的氧化皮，车削加工表面粗糙度不超过Ra3.2μm；
[0039]S103、将步骤S102中车削处理后的钛锭圆柱轴心上钻内孔，所述内孔直径为250mm，且贯穿钛锭，所述孔与钛锭外表面保持同心；
[0040]S104、将中频炉内充满惰性保护气体，将步骤S103得到的钛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大直径阴极辊的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、钛锭锻造：钛锭经加热后锻造使钛锭晶粒组织分布均匀，再经过环轧设备挤压钛锭制成钛筒坯环；S2、钛筒旋压：钛筒坯环经过加热并套入旋压模具，分五道次进行旋压加工，制成钛筒；S3、阴极辊制造：将钛筒加热，实现阴极辊辊芯和钛筒的过盈装配，经过车削加工制成超大直径阴极辊。2.根据权利要求1所述的一种超大直径阴极辊的制造方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：S101、将圆柱形钛锭加热至1100℃～1200℃，从轴向和径向分别锻打三次，轴向锻打铸锭使其变形量高于30％，径向锻打钛锭使其恢复到锻打前尺寸；S102、将步骤S101处理后的钛锭进行车削处理，去除钛锭表面的氧化皮，车削加工表面粗糙度不超过Ra3.2μm；S103、将步骤S102中车削处理后的钛锭圆柱轴心上钻内孔，所述内孔直径为250mm，且贯穿钛锭，所述孔与钛锭外表面保持同心；S104、将中频炉内充满惰性保护气体，将步骤S103得到的钛锭加热至950℃～1000℃，使用环轧设备挤压钛锭外表面并扩大内孔，制成钛筒坯环；S105、将步骤S104得到的钛筒坯环内外径车削并抛光，表面粗糙度≤Ra0.8μm。3.根据权利要求1所述的一种超大直径阴极辊的制造方法，其特征在于，所述步骤S2具体内容如下：将中频炉充满惰性保护气体，将钛筒坯环加热至800℃，套入旋压模具，待钛筒坯环冷却至600℃时开始旋压，旋压共五道次，制成钛筒每次旋压钛筒坯环壁厚变形量为18.8％～19.2％。4.根据权利要求1所述的一种超大直径阴极辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思琦，沈楚，张乐，冯庆，杨勃，李博，
申请(专利权)人：西安泰金工业电化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：