一种新型复合阴极辊及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种新型复合阴极辊及其制造方法，包括辊芯、辊筒、内部导电结构和侧板，辊筒为双层复合结构，包括设于辊筒外表面的工作辊面和设于辊筒内表面的导电辊面，工作辊面和导电辊面通过爆炸焊接工艺冶金式结合；辊芯包括轴和铜管，铜管包覆在轴的外部；辊筒的两侧端面设有侧板，侧板为双层结构，包括内侧板和外侧板；侧板与辊芯的连接处设有固定套，分别设于侧板的内外两侧；内部导电结构为多个平行设置的片状体，每个片状体之间设有固定的间隔距离。本发明专利技术解决了传统阴极辊设计方案中钛筒与辊芯接触不良的情况，阴极辊辊面电流密度分布更加均匀，极大的改善铜箔厚度偏差问题。极大的改善铜箔厚度偏差问题。极大的改善铜箔厚度偏差问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型复合阴极辊及其制造方法


[0001]本专利技术涉及钛材料加工领域，具体地说是一种新型复合阴极辊及其制造方法。

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的辊面，最终生产出铜箔。目前生产阴极辊的生产方法为：钛筒独立制造，加工后与辊芯过盈装配组成阴极辊成品。采用旋压工艺制造钛筒，旋压工艺会造成钛筒内部的应力状况和分布十分复杂，几乎无法完全消除，钛筒在自由状态时筒形不是一个圆柱体，而是一种扭曲的状态，这种状态造成钛筒在与辊芯装配后钛筒会随着时间的流逝而逐渐发生应力释放造成的变形。钛筒无论采用旋压还是卷板技术制造都存在应力变形问题，导致钛筒与辊芯装配后可能存在辊芯与钛筒内壁未贴合的区域，使阴极辊辊面导电不均匀，严重影响铜箔产品质量。

技术实现思路

[0003]为了解决以上问题，本专利技术提供了一种新型复合阴极辊及其制造方法。
[0004]本专利技术的技术方案是: 一种新型复合阴极辊，包括辊芯、辊筒、内部导电结构和侧板，所述的辊筒为双层复合结构，包括设于辊筒外表面的工作辊面和设于辊筒内表面的导电辊面，所述的工作辊面和导电辊面通过爆炸焊接工艺冶金式结合；所述的辊芯包括轴和铜管，所述的铜管包覆在轴的外部；所述辊筒的两侧端面设有侧板，所述的侧板的外圆与所述的辊筒连接，侧板的内圆与辊芯连接，所述的侧板为双层结构，包括内侧板和外侧板；所述的侧板与辊芯的连接处设有固定套，所述的固定套为内固定套和外固定套，分别设于侧板的内外两侧；所述的内部导电结构为多个平行设置的片状体，每个片状体之间设有固定的间隔距离，且片状体的外圆与所述的导电辊面固定连接，片状体的内圆与辊芯的铜管固定连接。
[0005]优选的，所述的导电辊面的宽度小于工作辊面的宽度，所述的内侧板的内圆直径大于外侧板的内圆直径，所述的内侧板的外圆直径小于外侧板的外圆直径；所述的外侧板外圆与所述工作辊面的内表面固定连接，且外侧板内圆的内表面抵靠在导电辊面的端部上，外侧板内圆与所述铜管固定连接，所述的内固定套和外固定套均与铜管固定连接，且分别抵靠于外侧板内圆的内外两侧；所述的内侧板紧贴于所述外侧板的内表面，所述内侧板的外圆抵靠在导电辊面的内表面上，内侧板的内圆抵靠在所述的内固定套的外表面上。
[0006]优选的，所述的工作辊面为钛层，所述的导电辊面为钢层；所述内侧板为钢板，所述外侧板为钛板，所述内固定套为钢套，所述外固定套为钛套，所述片状体为铜板。
[0007]一种新型复合阴极辊的制造方法，包括如下步骤：A、选用钛钢爆炸复合板，并刨铣四边；B、对钛钢爆炸复合板进行卷圆，钛层作为工作辊面位于辊筒的外表面，钢层作为导电辊面位于滚筒的内表面，卷圆后进行对焊，对焊接缝区分钢和钛；
C、对钛层焊缝局部加热至485~515℃，使用快锻机低频次捶打，将焊缝捶打至与基材平齐；将筒体放入炉膛，整体加热至640~660℃，保温3小时；D、筒体校圆，并车削内径，制成钛钢复合筒体；E、轴与铜管过盈装配，制成轴芯；F、将铜板5间隔设置焊接在铜管的相应位置，并将钢套与铜管外径过盈装配；将组合后的辊芯穿入钛钢复合筒体，在筒体由内而外依次焊接铜板、钢板和钛板，最后过盈装配钛护套；G、车削辊面和宽幅，制成阴极辊。
[0008]优选的，步骤B中，钢层的对接缝采用埋弧焊，钛层的对接缝采用氩弧焊，钛层焊接时，填补焊料至高出基材3~4mm的位置。
[0009]优选的，焊丝选用与母材材质一致的焊料，焊接后要针对焊缝处进行锻轧和热处理。
[0010]优选的，步骤E中，轴与铜管过盈装配时的过盈量为0.1~0.5mm。
[0011]优选的，步骤F中，钢套与铜管外径过盈装配时的过盈量为0.2~0.4mm，过盈装配钛护套时的过盈量为0.3~0.5mm。
[0012]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用钛钢爆炸复合板制作阴极辊，该板材的钛层作为阴极辊最外侧的工作辊面，爆炸复合将实现钛层与钢层冶金式结合，杜绝了传统阴极辊设计方案中钛筒与辊芯之间存在不可避免的缝隙，导致阴极辊辊面电流密度分布不均匀，造成铜箔厚度偏差大的情况。新结构摒弃三层复合结构，转而使用钛钢爆炸复合材料制造阴极辊，钛与钢冶金式的结合能够确保阴极辊辊面电流密度分布均匀。通过内部导电结构的这一改进使阴极辊辊面电流密度分布更加均匀，极大的改善铜箔厚度偏差问题。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的阴极辊的结构示意图。
[0014]标号说明：1：辊筒；1
‑
1：工作辊面；1
‑
2：导电辊面；2：侧板；2
‑
1：外侧板；2
‑
2：内侧板；3：辊芯；3
‑
1：铜管；3
‑
2：轴；4：固定套；4
‑
1：外固定套；4
‑
2：内固定套；5：片状体。
具体实施方式
[0015]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
[0016]实施例1如图1所示，一种新型复合阴极辊，包括辊芯3、辊筒1、内部导电结构和侧板2，所述的辊筒1为双层复合结构，包括设于辊筒1外表面的工作辊面1
‑
1和设于辊筒1内表面的导电辊面1
‑
2，所述的工作辊面1
‑
1和导电辊面1
‑
2通过爆炸焊接工艺冶金式结合；所述的辊芯3包括轴3
‑
2和铜管3
‑
1，所述的铜管3
‑
1包覆在轴3
‑
2的外部；所述辊筒1的两侧端面设有侧板2，所述的侧板2的外圆与所述的辊筒1连接，侧板2的内圆与辊芯3连接，所述的侧板2为双层结构，包括内侧板2
‑
2和外侧板2
‑
1；所述的侧板2与辊芯3的连接处设有固定套4，所述的固定套4为内固定套4
‑
2和外固定套4
‑
1，分别设于侧板2的内外两侧；所述的内部导电结构为多个平行设置的片状体5，每个片状体5之间设有固定的间隔距离，且片状体5的外圆与所述
的导电辊面1
‑
2固定连接，片状体5的内圆与辊芯3的铜管3
‑
1固定连接。
[0017]本实施例中，所述的导电辊面1
‑
2的宽度小于工作辊面1
‑
1的宽度，形成一个抵靠的台阶，所述的内侧板2
‑
2的内圆直径大于外侧板2
‑
1的内圆直径，所述的内侧板2
‑
2的外圆直径小于外侧板2
‑
1的外圆直径；所述的外侧板2
‑
1外圆与所述工作辊面1
‑
1的内表面固定连接，且外侧板2
‑
1内圆的内表面抵靠在导电辊面1
‑
2的端部上，外侧板2
‑
1内圆与所述铜管3
‑
1固定连接，所述的内固定套4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型复合阴极辊，其特征在于包括辊芯（3）、辊筒（1）、内部导电结构和侧板（2），所述的辊筒（1）为双层复合结构，包括设于辊筒（1）外表面的工作辊面（1
‑
1）和设于辊筒（1）内表面的导电辊面（1
‑
2），所述的工作辊面（1
‑
1）和导电辊面（1
‑
2）通过爆炸焊接工艺冶金式结合；所述的辊芯（3）包括轴（3
‑
2）和铜管（3
‑
1），所述的铜管（3
‑
1）包覆在轴（3
‑
2）的外部；所述辊筒（1）的两侧端面设有侧板（2），所述的侧板（2）的外圆与所述的辊筒（1）连接，侧板（2）的内圆与辊芯（3）连接，所述的侧板（2）为双层结构，包括内侧板（2
‑
2）和外侧板（2
‑
1）；所述的侧板（2）与辊芯（3）的连接处设有固定套（4），所述的固定套（4）为内固定套（4
‑
2）和外固定套（4
‑
1），分别设于侧板（2）的内外两侧；所述的内部导电结构为多个平行设置的片状体（5），每个片状体（5）之间设有固定的间隔距离，且片状体（5）的外圆与所述的导电辊面（1
‑
2）固定连接，片状体（5）的内圆与辊芯（3）的铜管（3
‑
1）固定连接。2.根据权利要求1所述的一种新型复合阴极辊，其特征在于所述的导电辊面（1
‑
2）的宽度小于工作辊面（1
‑
1）的宽度，所述的内侧板（2
‑
2）的内圆直径大于外侧板（2
‑
1）的内圆直径，所述的内侧板（2
‑
2）的外圆直径小于外侧板（2
‑
1）的外圆直径；所述的外侧板（2
‑
1）外圆与所述工作辊面（1
‑
1）的内表面固定连接，且外侧板（2
‑
1）内圆的内表面抵靠在导电辊面（1
‑
2）的端部上，外侧板（2
‑
1）内圆与所述铜管（3
‑
1）固定连接，所述的内固定套（4
‑
2）和外固定套（4
‑
1）均与铜管（3
‑
1）固定连接，且分别抵靠于外侧板（2
‑
1）内圆的内外两侧；所述的内侧板（2
‑
2）紧贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思琦，冯庆，韩坤炎，李博，张乐，沈楚，王超，
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：