電解鋅陰極導(dǎo)電梁及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電解鋅陰極導(dǎo)電梁。電解鋅導(dǎo)電梁包括內(nèi)體和外體，外體包覆在所述內(nèi)體的壁上；所述外體為鋁材層，內(nèi)體材料為高強(qiáng)度金屬材料；內(nèi)體包括內(nèi)體主體和定位柱，內(nèi)體主體為柱狀結(jié)構(gòu)，定位柱等長(zhǎng)，位于內(nèi)體外層壁上，所述內(nèi)體與內(nèi)體上的定位柱為一體結(jié)構(gòu)；在鋁材制備的外體內(nèi)包覆由高強(qiáng)度金屬材料制備的內(nèi)體，使得電解鋅陰極導(dǎo)電梁的強(qiáng)度增大，避免了長(zhǎng)期承受所連接的陰極板的下拉力而造成彎曲變形，不會(huì)使導(dǎo)電梁兩端與導(dǎo)電塊之間產(chǎn)生縫隙而導(dǎo)電不良；同時(shí)，內(nèi)體可以制備成空心結(jié)構(gòu)，可以在保持足夠強(qiáng)度的同時(shí)節(jié)省材料；故本發(fā)明的電解鋅陰極導(dǎo)電梁具有制備簡(jiǎn)單、強(qiáng)度大、不變形、節(jié)省成本、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電解鋅陰極導(dǎo)電梁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電解領(lǐng)域，特別涉及電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電解鋅陰極導(dǎo)電梁主要功能為兩個(gè)方面，一是導(dǎo)電功能，為極板提供直流電；二是承載功能，現(xiàn)在電解鋅工藝全部往大極板方向發(fā)展，極板一大，整體重量越重，現(xiàn)在的鋁導(dǎo)電梁工藝對(duì)其無(wú)法滿足，使極板能夠垂直安放在電解槽內(nèi)。因此，為了實(shí)現(xiàn)這兩種功能，就需要極板導(dǎo)電梁具有良好的導(dǎo)電性和足夠的強(qiáng)度。
[0003]目前，陰陽(yáng)極板導(dǎo)電橫梁大部分為全銅、銅鋼復(fù)合、銅鈦復(fù)合、銅鉛復(fù)合或者不銹鋼電鍍銅等材質(zhì)，其中全銅材質(zhì)的導(dǎo)電梁不僅價(jià)格昂貴，而且銅導(dǎo)電梁與極板的聯(lián)接部位容易斷裂，嚴(yán)重影響使用壽命，同時(shí)聯(lián)接處電阻較高，增加了單位產(chǎn)品電耗;而采用復(fù)合工藝制作的導(dǎo)電橫梁，主要存在復(fù)合層容易分離、存在明顯界面等缺陷，不僅影響壽命，而且兩種材質(zhì)之間的接觸電阻較大，增加了單位電解產(chǎn)品的電耗;采用電鍍工藝制造的導(dǎo)電橫梁雖然較好地解決了兩種金屬之間的接觸問(wèn)題，但是其生產(chǎn)成本較高，而且電鍍工藝的污染較大，同時(shí)由于鍍層較薄，其使用壽命也受到限制。
[0004]目前單純采用鋁材質(zhì)的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，雖然導(dǎo)電性良好，但鋁材質(zhì)強(qiáng)度弱，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成導(dǎo)電梁受導(dǎo)電板下拉力作用變形，如圖1所示，導(dǎo)電梁變形后，使得導(dǎo)電梁I和導(dǎo)電塊3間出現(xiàn)縫隙，接觸不良，導(dǎo)電性變差，電解效率變低，故使用壽命不長(zhǎng)，需要增加導(dǎo)電梁強(qiáng)度。
[0005]以上，開(kāi)發(fā)一種導(dǎo)電良好、不易變形的極板導(dǎo)電梁十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的電解鋅陰極導(dǎo)電梁解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，顯著增加了強(qiáng)度，避免了長(zhǎng)時(shí)間承力變形，使得使用壽命變長(zhǎng)。
[0007]本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁，包括內(nèi)體和外體，外體包覆在內(nèi)體的壁上;外體為鋁材層，內(nèi)體材料為金屬材料；內(nèi)體包括內(nèi)體主體和定位柱，內(nèi)體主體為柱狀結(jié)構(gòu)，定位柱位于內(nèi)體主體外壁上，內(nèi)體與內(nèi)體上的定位柱為一體結(jié)構(gòu)。
[0008]以上整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置達(dá)到了使電解鋅陰極導(dǎo)電梁強(qiáng)度增加，可以承受電極板重量造成的的下拉力而不變形;且現(xiàn)有技術(shù)中存在若電解鋅陰極導(dǎo)電梁變形，會(huì)使得導(dǎo)電梁兩端與導(dǎo)電塊觸電接觸不良，導(dǎo)電性變差，本發(fā)明的方案解決了這個(gè)問(wèn)題，延長(zhǎng)了使用壽命O
[0009]定位柱位于均勻的分布于內(nèi)體主體壁上，長(zhǎng)度一致，便于制備時(shí)使內(nèi)體主體位于整個(gè)電解鋅陰極導(dǎo)電梁的中央，使外層能均勻的包覆于內(nèi)體上，利于受力均勻。
[0010]其中，內(nèi)體主體可以為實(shí)心柱或空芯柱。
[0011 ]在一些實(shí)施例中，內(nèi)體主體為實(shí)心柱，其可以為規(guī)則型的或不規(guī)則型的的柱狀體，均勻的分布于外體內(nèi)，使之可以均勻承力。
[0012]在一些實(shí)施例中，內(nèi)體主體為空芯柱，其外層壁上設(shè)置有空隙結(jié)構(gòu)，孔隙結(jié)構(gòu)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)，可以為圓形、方形、長(zhǎng)條狀、曲線狀或其他不規(guī)則形狀，孔隙穿透內(nèi)體主體壁內(nèi)外，內(nèi)體主體外層壁上存在孔隙時(shí)，鋁材層包覆于空芯柱內(nèi)外。
[0013]內(nèi)體為空心結(jié)構(gòu)時(shí)比實(shí)心結(jié)構(gòu)更節(jié)省材料，但空心結(jié)構(gòu)相比實(shí)心結(jié)構(gòu)在承受垂直方向的力的時(shí)候強(qiáng)度相同或強(qiáng)度更大;若空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部同樣注滿鋁材，相比只在外部包裹鋁材的內(nèi)體，內(nèi)外部都注滿鋁材的內(nèi)體強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0014]其中，外體材料鋁材為全鋁或其他鋁材，內(nèi)體金屬材料為銅、鐵、鈦和合金中的一種或幾種。內(nèi)體材料的金屬材料熔點(diǎn)大于液態(tài)鋁的溫度，液態(tài)鋁的溫度為660?800°C，該溫度的控制使得注入鋁液成型時(shí)避免將內(nèi)體的模型熔化。
[0015]本發(fā)明的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其制備方法如下:
[0016]i)將制備內(nèi)體的金屬材料加熱使之熔化為液態(tài)，注入特制的電解陰極導(dǎo)電梁的內(nèi)體形狀的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體及其定位柱一體成型，為內(nèi)體；
[0017]2)將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中；
[0018]3)將熔化成液態(tài)的鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)體和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
[0019]以上制備時(shí)，可以根據(jù)不同的內(nèi)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)節(jié)上的改變。
[0020]制備的內(nèi)體主體為空心結(jié)構(gòu)且內(nèi)體主體壁上有空隙時(shí)，步驟2中先對(duì)步驟I中成型的內(nèi)體進(jìn)行鉆空隙，進(jìn)而放入模具中；步驟3中將鋁液注入，將模具中的內(nèi)體內(nèi)外全部注滿，或者將內(nèi)體外部全部注滿內(nèi)部注入部分鋁液，再進(jìn)行冷卻，成型。
[0021]在一些實(shí)施例中，以上制備的內(nèi)體主體為空心結(jié)構(gòu)且內(nèi)體主體壁上有空隙時(shí)，也可以直接在步驟I中應(yīng)用特制的模具，該模具可以直接制備成帶有孔隙的內(nèi)體。
[0022]在一些實(shí)施例中，上述空心或?qū)嵭牡膬?nèi)體，還可以應(yīng)用現(xiàn)有硬質(zhì)管材，將外層包覆在硬質(zhì)管材上。
[0023]以上制備方法，步驟簡(jiǎn)單易操作，安全可控性強(qiáng)，便于大規(guī)模成產(chǎn)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]在鋁材制備的外體內(nèi)包覆由高強(qiáng)度金屬材料制備的內(nèi)體，使得電解鋅陰極導(dǎo)電梁的強(qiáng)度增大，避免了長(zhǎng)期承受所連接的陰極板的下拉力而造成彎曲變形，不會(huì)使導(dǎo)電梁兩端與導(dǎo)電塊之間產(chǎn)生縫隙而導(dǎo)電不良；同時(shí)，內(nèi)體可以制備成空心結(jié)構(gòu)，可以在保持足夠強(qiáng)度的同時(shí)節(jié)省材料。故，本發(fā)明的電解鋅陰極導(dǎo)電梁具有制備簡(jiǎn)單、強(qiáng)度大、不變形、節(jié)省成本、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是電解鋅陰極導(dǎo)電梁和陰極板的連接整體示意圖。
[0027]圖2是圖1中內(nèi)體主體為實(shí)心柱的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是圖1中內(nèi)體主體為空芯柱封閉型的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是圖1中內(nèi)體主體為空芯柱帶孔隙的的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖2所示，本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁I，包括外體4和內(nèi)體，內(nèi)體包括內(nèi)體主體5和定位柱6，內(nèi)體主體5和定位柱6為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)體主體位實(shí)心結(jié)構(gòu);制備步驟為:將銅加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體5及其定位柱6—體成型，為實(shí)心內(nèi)體;將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在660-800°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
[0033]實(shí)施例2
[0034]如圖3所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁I，包括外體4和內(nèi)體，內(nèi)體包括內(nèi)體主體5和定位柱6，內(nèi)體主體5和定位柱6為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)體主體為封閉式空心結(jié)構(gòu);制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體5及其定位柱6—體成型，為空心封閉內(nèi)體;將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在100tC熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
[0035]實(shí)施例3
[0036]如圖4所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁I，包括外體4和內(nèi)體，內(nèi)體包括內(nèi)體主體5和定位柱6，內(nèi)體主體5和定位柱6為一體結(jié)構(gòu)；制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體5及其定位柱6—體成型，然后進(jìn)一步在內(nèi)體主體的壁上鉆透幾個(gè)孔隙7，內(nèi)體形成;將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在IlOOtC熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。實(shí)施例4
[0037]如圖4所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁I，包括外體4和內(nèi)體，內(nèi)體包括內(nèi)體主體5和定位柱6，內(nèi)體主體5和定位柱6為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)體主體為壁帶孔隙的空心結(jié)構(gòu);制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內(nèi)，該模具為特制模具，為兩部分拼合，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，見(jiàn)模具的兩部分拆除，內(nèi)體主體5及其定位柱6—體成型，為帶孔隙7的空心內(nèi)體;將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在1100°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，注滿內(nèi)體的內(nèi)外空間，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
[0038]實(shí)施例5
[0039]如圖3所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導(dǎo)電梁I，包括外體4和內(nèi)體，內(nèi)體包括內(nèi)體主體5和定位柱6，內(nèi)體主體5和定位柱6為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)體主體位空心結(jié)構(gòu)；制備步驟為:將鋼加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體5及其定位柱6—體成型，形成的內(nèi)體為空心結(jié)構(gòu);將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在1300°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，只注滿內(nèi)體的外部空間，冷卻，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，包括內(nèi)體和外體，所述外體包覆在所述內(nèi)體的壁上;所述外體為鋁材層，所述內(nèi)體材料為金屬材料，所述金屬材料強(qiáng)度大于所述鋁材層;所述內(nèi)體包括內(nèi)體主體和定位柱，所述內(nèi)體主體為柱狀結(jié)構(gòu)，所述定位柱位于所述內(nèi)體主體外壁上，所述內(nèi)體與內(nèi)體上的定位柱為一體結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述內(nèi)體主體為實(shí)心柱或空芯柱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述空芯柱為密封式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述空芯柱外層壁上設(shè)置有孔隙結(jié)構(gòu)，所述孔隙結(jié)構(gòu)數(shù)為一個(gè)或多個(gè);所述鋁材層包覆于空芯柱內(nèi)外。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述定位柱長(zhǎng)度一致，均勻分布于內(nèi)體主體壁上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述鋁材為全鋁，所述金屬材料為銅、鐵、鈦和合金中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，所述金屬材料熔點(diǎn)大于液態(tài)鋁的溫度，所述液態(tài)鋁的溫度為660?800 °C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋅陰極導(dǎo)電梁，其特征在于，該電解陰極導(dǎo)電梁通過(guò)下述步驟制備而成: 1)將制備內(nèi)體的金屬材料加熱使之熔化為液態(tài)，注入特制的電解陰極導(dǎo)電梁的內(nèi)體形狀的模具內(nèi)，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結(jié)后，內(nèi)體主體及其定位柱一體成型； 2)將成型的內(nèi)體伸入到電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中； 3)將熔化成液態(tài)的鋁注入到已放有內(nèi)體的電解陰極導(dǎo)電梁整體模具中，待液態(tài)鋁凝結(jié)后使內(nèi)芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導(dǎo)電梁。
【文檔編號(hào)】B22D19/16GK105862076SQ201610398114
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】林建洪
【申請(qǐng)人】杭州帝洛森科技有限公司