CN104313638A - 一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，属于铜、镍湿法电解精炼用的阴极技术领域。该方法包括以下步骤：a、将不锈钢管的内外表面用酸洗，抛光处理后，备用；b、通过冷挤压法将铜棒和上述处理好的不锈钢管紧密复合，使不锈钢管紧密包覆在铜棒表面，然后在两端铣出一段铜棒，得钢包铜复合导电棒；c、将钢包铜复合导电棒预热至700℃～750℃，在铜棒与不锈钢管的缝隙处填钢铜焊丝，焊接，即得不锈钢阴极板导电梁。本发明的优点是：所得不锈钢阴极板导电梁结构简单，导电性能优良，电流效率可达97％～99％。
Description
技术领域
本发明属于铜、镍湿法电解精炼用的阴极技术领域，具体涉及一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法。
背景技术
在传统的铜、镍电解精炼或电积不锈钢阴极板的制作工艺中，在钢包铜(或钛包铜)导电棒焊接面开宽度为3-5mm、深度为5-8mm的焊接槽，再将316L不锈钢板插入导电棒焊接槽内，使不锈钢板与导电铜排直接接触，最后将不锈钢板与不锈钢管焊接在一起(见图1)，此种工艺制作的阴极板导电结构电流效率较低，约为90％-95％，钢铜接触电阻较大，槽电压较高。传统工艺复合导电梁的制备过程中，铜和不锈钢复合不够紧密，复合界面处电阻较大，在实际生产过程中电流效率较低，生产成本较高，经过实践证明该种连接结构，不锈钢的导电性差，导致整个导电部位的电压降大，生产槽电压升高，增加能耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，所得不锈钢阴极板导电梁结构简单、导电性能优良。
本发明所采取的技术方案是一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，包括以下步骤：
a、将不锈钢管的内外表面用酸洗，抛光处理后，备用；
b、通过冷挤压法将铜棒和上述处理好的不锈钢管紧密复合，使不锈钢管紧密包覆在铜棒表面，然后在两端铣出一段铜棒，得钢包铜复合导电棒；
c、将所述钢包铜复合导电棒预热至700℃～750℃，在铜棒与不锈钢管的缝隙处填钢铜焊丝，焊接，即得不锈钢阴极板导电梁。
优选的，所述步骤a中不锈钢管由316L不锈钢制成。
优选的，所述步骤a中不锈钢管的壁厚为2～3mm。
优选的，所述步骤a中酸选自硫酸，酸洗的时间为20～40分钟。优选的，硫酸为体积百分比浓度为25％的硫酸溶液。
优选的，所述步骤b中铜棒为纯紫铜制成的方形棒。
优选的，所述铜棒横截面的宽为12～16mm、高为34～40mm。
优选的，所述步骤b中在两端铣出的铜棒长度为100～150mm、宽度为12～16mm、高度为10～15mm。
所述步骤c中焊接采用氩孤焊的方式来进行。
本发明还提供一种上述制备方法得到的新型不锈钢阴极板导电梁。
本发明所用钢铜焊丝可在纯铜焊丝表面电镀上镍或锡制成。
本发明的有益效果在于：
所得导电梁不锈钢管内部经酸洗、抛光处理后，与铜棒冷挤压复合，不锈钢管和铜棒在端头特殊焊接，结合界面电阻较小，导电性较好，电流效率可达97％～99％。其中，经云南计量测试技术研究院进行测量，通100A直流电流，测量3个不同点的钢铜过渡电阻上的电压分别为1.98mV、1.78mV和1.83mV，钢铜过渡电阻分别为19.8μΩ、17.8μΩ和18.3μΩ。
附图说明
图1为现有导电梁的结构示意图；
图1中：11-钢管，12-铜排，13-焊缝，14-不锈钢板。
图2为本发明不锈钢阴极板导电梁的结构示意图。
图2中：21-铜棒，22-不锈钢管，23-焊缝。
具体实施方式
为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
实施例1：
如图2所示；
a、将壁厚为2.5mm的316L不锈钢管(21)的内外表面用体积百分比浓度为25％的硫酸溶液进行酸洗30分钟，抛光处理后，备用；
b、通过冷挤压法将横截面宽为14mm、高为38mm的方形纯紫铜棒(22)和上述处理好的不锈钢管(21)紧密复合，使不锈钢管(21)紧密包覆在铜棒(22)表面，然后在两端铣出一段铜棒，两端铣出的铜棒长度为110mm、宽度为13mm、高度为12mm，得钢包铜复合导电棒；
c、将所述钢包铜复合导电棒预热至720℃，在铜棒(22)与不锈钢管(21)的缝隙处填钢铜焊丝，采用氩孤焊的方式焊接形成焊缝(23)，即得不锈钢阴极板导电梁。
实施例2：
如图2所示；
a、将壁厚为2mm的316L不锈钢管(21)的内外表面用体积百分比浓度为30％的硫酸溶液进行酸洗35分钟，抛光处理后，备用；
b、通过冷挤压法将横截面宽为12mm、高为40mm的方形纯紫铜棒(22)和上述处理好的不锈钢管(21)紧密复合，使不锈钢管(21)紧密包覆在铜棒(22)表面，然后在两端铣出一段铜棒，两端铣出的铜棒长度为150mm、宽度为16mm、高度为10mm，得钢包铜复合导电棒；
c、将所述钢包铜复合导电棒预热至700℃，在铜棒(22)与不锈钢管(21)的缝隙处填钢铜焊丝，采用氩孤焊的方式焊接形成焊缝(23)，即得不锈钢阴极板导电梁。
实施例3：
如图2所示；
a、将壁厚为3mm的316L不锈钢管(21)的内外表面用体积百分比浓度为20％的硫酸溶液进行酸洗25分钟，抛光处理后，备用；
b、通过冷挤压法将横截面宽为16mm、高为34mm的方形纯紫铜棒(22)和上述处理好的不锈钢管(21)紧密复合，使不锈钢管(21)紧密包覆在铜棒(22)表面，然后在两端铣出一段铜棒，两端铣出的铜棒长度为100mm、宽度为12mm、高度为15mm，得钢包铜复合导电棒；
c、将所述钢包铜复合导电棒预热至750℃，在铜棒(22)与不锈钢管(21)的缝隙处填钢铜焊丝，采用氩孤焊的方式焊接形成焊缝(23)，即得不锈钢阴极板导电梁。
对比例1-2：
将铜棒预热的温度变为650℃和800℃，其余完全按照实施例1的方式进行实施，得对比例1-2。
对比例3-4：
将不锈钢管的壁厚变为3.5mm、4mm，其余完全按照实施例1的方式进行实施，得对比例3-4。
为验证本发明的技术效果，特作以下试验：
| 产品 | 是否变形 | 电流效率 |
| 实施例1 | 否 | 99％ |
| 实施例2 | 否 | 97％ |
| 实施例3 | 否 | 98％ |
| 对比例1 | 是 | 95％ |
| 对比例2 | 是 | 95％ |
| 对比例3 | 否 | 95％ |
| 对比例4 | 否 | 94％ |
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (9)
1.一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将不锈钢管的内外表面用酸洗，抛光处理后，备用；
b、通过冷挤压法将铜棒和上述处理好的不锈钢管紧密复合，使不锈钢管紧密包覆在铜棒表面，然后在两端铣出一段铜棒，得钢包铜复合导电棒；
c、将所述钢包铜复合导电棒预热至700℃～750℃，在铜棒与不锈钢管的缝隙处填钢铜焊丝，焊接，即得不锈钢阴极板导电梁。
2.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤a中不锈钢管由316L不锈钢制成。
3.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤a中不锈钢管的壁厚为2～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤a中酸选自硫酸，酸洗的时间为20～40分钟。
5.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤b中铜棒为纯紫铜制成的方形棒。
6.根据权利要求5所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述铜棒横截面的宽为12～16mm、高为34～40mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤b中在两端铣出的铜棒长度为100～150mm、宽度为12～16mm、高度为10～15mm。
8.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢阴极板导电梁的制备方法，其特征在于，所述步骤c中焊接采用氩孤焊的方式来进行。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述制备方法得到的新型不锈钢阴极板导电梁。
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