[發明專利]一種鋅電積用夾節式銅鋁橫梁的制備方法

在審

• 申請號: 201911030619.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110656351A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 孫成余;雷華志;岳有成;孫彥華;胥福順;包崇軍;楊筱筱;馮偉光;陳新;包稚群;周嫻;閆森;譚國寅;李恒;崔丁方;何光深;張安福;朱國邦;匡志恩
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16;C25C7/02;C23C2/08;B22D19/16;B22D17/00;C22F1/04;C22F1/08
• 代理公司: 11453 北京名華博信知識產權代理有限公司
• 代理人: 李中強

本發明涉及一種鋅電積用夾節式銅鋁橫梁的制備方法，屬于濕法冶金電積技術領域，本發明采用壓力澆鑄?熱處理工藝，包括銅塊制備、銅塊表面處理、模內裝銅塊、模內壓鑄鋁和熱處理。該銅鋁橫梁在鋁液冷卻凝固收縮過程中一直處于壓力狀態，不斷補償由鋁液凝固收縮引起的銅鋁過渡面分層現象，有效提高產品導電性能，與重力澆鑄相比，其導電率提高了30%以上。另外，壓鑄生產效率高，生產過程幾乎沒有金屬損失現象，生產成本低。再者，壓鑄夾節式銅鋁橫梁銅鋁接觸面緊密，鋅電積過程酸霧幾乎無法進入到銅鋁接觸面，從而有效提高其使用壽命和降低電積過程發熱現象，降低鋅電積直流電耗和生產成本。

技術領域

本發明屬于濕法冶金電積技術領域，具體的說，涉及一種鋅電積用夾節式銅鋁橫梁的制備方法。

背景技術

電積工程，特別是電化學工業和電冶金工業都離不開電極材料，電積材料分為陰極和陽極。如在濕法煉鋅工業，陰極板主要材質主要為鋁，主要構件為鋁板、鋁橫梁、吊耳和銅鋁導電頭。濕法煉鋅企業根據自身的設計及板面大小，陰極板導電過程采用搭接式或者夾節式，夾節式陰極板鋁橫梁主要應用于小極板，其生產工藝如附圖1所示，存在生產工藝復雜、流程長、焊接工序多、產品質量不穩定等不足。

銅鋁橫梁是影響陰極板使用和電積直流電耗的一個重要構件，目前國內外銅鋁橫梁制作方式是將銅鋁導電頭和鋁橫梁焊接在一起，銅鋁導電頭制備工藝主要有以下幾種：（1）爆炸焊：爆炸焊工藝是將表面平整的銅塊和鋁塊緊密接觸，中間填充適量炸藥，引爆炸藥瞬間產生高溫熱，將銅表面和鋁表面熔化，通過擠壓方式使銅鋁接觸焊接，該工藝優勢是生產效率高，缺點是技術條件高，安全保障系數高，控制不好容易出現假焊現象。（2）閃光對焊：閃光對焊原理是銅板材和鋁板材在強電流作用下迅速熔化，隨后在機械頂鍛壓力作用下銅鋁融合在一起，該工藝優點是焊接效率高，但管件、大面積焊接件、厚件不易焊接，焊接初難免出現斷裂。（3）摩擦焊：摩擦焊原理是銅棒和鋁棒在高速旋轉下使銅和鋁的焊接面在高溫下熔化，經保壓頂鍛使銅和鋁結合到一起，該工藝優點是產品強度高，但是非棒材不易焊接，焊接處容易斷裂。（4）錫釬焊：錫釬焊工藝原理是將薄銅片與鋁設備夾緊，經錫釬料特殊加工和機械壓接后銅片焊在鋁板上的一種工藝，該工藝簡單，但焊接熔點低，助焊劑帶腐蝕性。（5）銅鋁釬焊：銅鋁釬焊是一種將銅材和鋁材進行釬焊焊接的一種新工藝，該工藝優點是焊接處不會出現斷裂，導電性能良好，手工焊接，操作簡單，投入設備少，缺點是焊接效率較低。（6）重力澆鑄：重力澆鑄原理是將銅塊放置在模具內，向模具內傾倒液態鋁，鋁包裹銅塊形成銅鋁導電過渡件，該工藝具有生產效率高、操作簡單、勞動強度小、生產成本低等優勢，但是，該工藝存在得到的銅鋁導電過渡件導電性能不穩定、易發熱，使用壽命短等不足，影響陰極板使用。

鋁橫梁制作工藝采用普通重力鑄造和擠壓成型。（1）普通重力鑄造：按照一定規格尺寸制作模具，將熔化的鋁液澆鑄在模具內，待鋁液冷卻凝固后開模，取出產品，經剪切、拋光后可得鋁橫梁，但該種工藝存在勞動強度大、產品強度小、外觀質量差等不足。（2）擠壓成型：按照預定規格尺寸將型材進行機加工可得到橫梁，用沖板方式得到吊耳，將吊耳和橫梁焊接到一起即可得到鋁橫梁，該工藝存在勞動量大、焊接缺陷等不足。

因此，在電積工業需要提供一種導電性能良好、生產成本低、生產工藝簡單、生產效率高、使用壽命長的夾節式銅鋁橫梁，提高陰極板使用壽命、降低電積過程直流電耗、降低鋅電積生產成本和杜絕一些安全隱患，改善鋅電積工業用陰極板目前面臨的一些問題。

發明內容

本發明結合了目前已經開發出來的各類鋅電積用夾節式銅鋁橫梁和各種制備工藝優點以及局限性，開發了鋅電積用夾節式銅鋁橫梁制備方法，得到的銅鋁導電過渡件銅鋁接觸面致密、導電性能良好，解決了過渡件發熱問題、使用壽命長，降低鋅電積直流電耗和生產成本。

為實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：

所述的鋅電積用夾節式銅鋁橫梁的制備方法，包括以下步驟：