[发明专利]一种锌电解阴极导电头铜和铝异质金属复合方法

说明书

技术领域

本发明属于电解锌技术领域，涉及一种锌电解阴极导电头的制作方法，特别涉及一种锌电解阴极导电头铜和铝异质金属复合方法。

背景技术

目前，通过铜/铝双金属镶嵌铸造或者爆炸焊接方法制作锌电解阴极导电头。存在以下缺陷：1）铜/铝双金属镶嵌铸造的金属界面间是通过预先在铜表面镀锡,形成铜/铝金属间的接合。由于金属锡强度低，界面接合力差，在实际工况条件下,两金属界面易开裂，导致包覆在铝中的金属铜被逐渐腐蚀。2）由于金属锡的导电性差于铜和铝，在大的工作电流传输条件，其电阻率所产生的差异影响明显。3）在酸性气相介质作用下，以硫酸盐为主的盐,极易在铜/铝结合面开裂后的间隙中形成积累，甚至可将铜/铝结合面胀开，导致槽电压和导电触头温度升高，严重影响电流效率。4）由于铜/铝接合面的开裂和渐进腐蚀，其导电性呈逐渐下降趋势。5）影响铜/铝双金属镶嵌铸造质量的因素较多，产品质量的一致性难以控制。6）爆炸焊接方法不仅成本高，而且可实现金属界面冶金结合的比例仅有80～90%。7）与国外电解锌生产中的机械剥锌方法不同,国内大多采用的是人工剥锌。当电解锌皮出现粘板后，因粗放操作，单纯钎焊或爆炸焊接的铜触头在受到较大冲击力时，铜触头易脱落。若铜触头落入电解槽中,将会导致电解液恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌电解阴极导电头铜和铝异质金属复合方法，增大了异质金属界面的冶金结合比例，提高金属界面结合力，增强铜/铝过渡层的耐气相腐蚀性，降低接触电阻和直流电单耗。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种锌电解阴极导电头铜和铝异质金属复合方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：分别取铜块和铝块；清理铜块的焊接面和铝块的焊接面；

步骤2：当所用铜块的材质为T2，铝块的材质为L1060时：

在清理后铜块的焊接面上和清理后铝块的焊接面上分别涂覆钎剂；在清理后铜块的焊接面上和清理后铝块的焊接面上分别涂覆所用钎料的专用钎剂；在铝块焊接面涂覆的钎剂上铺设第一钎料，铺设第一钎料时，以铝块焊接面的中线为对称轴，将第一钎料对称铺设在铝块的焊接面上，然后，将铜块堆叠在铝块的焊接面上，使铜块焊接面与铝块焊接面上的第一钎料相接触，形成第一坯料；将第一坯料加热至600±5℃，使第一钎料熔化，停止加热，取出，加压，空冷；制得铜和铝异质金属复合的锌电解阴极导电头。

当所用铜块的材质为T2，铝块的材质为L6101时：

在铝块焊接面铺设第二钎料，铺设第二钎料时，以铝块焊接面的中线为对称轴，将第二钎料对称铺设在铝块的焊接面上，然后，将铜块堆叠在铝块的焊接面上，使铜块焊接面与铝块焊接面上的第二钎料相接触，形成第二坯料；将第二坯料加热至520±5℃，使第二钎料熔化，停止加热，取出，加压，空冷；夹紧钎焊后的工件，使长度较长的两条焊缝中的一条焊缝向上，对该焊缝进行搅拌摩擦焊接，然后，翻转180°，使另一条长度较长的焊缝朝上，对该焊缝进行搅拌摩擦焊接；两次搅拌摩擦焊接的焊缝深度均大于5mm，对该焊缝进行搅拌摩擦焊接；切割去除搅拌摩擦焊的工艺孔，制得铜和铝异质金属复合的锌电解阴极导电头。

本发明复合方法采用非真空钎焊技术制作铜/铝复合锌电解阴极导电头，铜/铝异质金属界面间的冶金结合面积可达到95%以上。焊缝饱满、密实，在复杂酸性气相条件下,具有较好的耐腐蚀性，且金属铜的用量少，仅为原用量的1/3；较爆炸焊接方法，经搅拌摩擦焊后，铜/铝异质金属间，无明确的铜/铝过渡界面，进而消除了焊接界面金属硬脆组织的影响，提高了焊缝的韧性，制作成本低，仅为原成本的1/2，制作工况条件好，无任何有害气体或废弃物排放。

附图说明

图1是现有的双金属铸造导电头配装的电解锌阴极与实施例1制得的导电头配装的电解锌阴极中生产过程在各六槽槽电压平均值曲线对比图。

图2现有的双金属铸造导电头配装的电解锌阴极导电触头上端30mm处与实施例1制得的导电头配装的电解锌阴极导电触头上端30mm处在生产过程中温度变化曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。