[发明专利]一种燃料电池金属双极板直流道成形方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池金属双极板直流道成形方法，它属于燃料电池极板生产技术领域。本发明解决现有金属双极板加工方法存在的无法实现连续性生产和加工所需功率大的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种燃料电池金属双极板直流道成形方法，其流程为：板料预处理→板料低温加热→金属极板直流道轧制→金属极板上气体和冷却液进出口的切割→金属极板表面处理→金属极板粘合成双极板→双极板修边；所述金属双极板直流道热轧为板料上的每一条直流道都经过两次预成形、一次整形所形成的，具体为板料上所有的流道都经过两次预成形后，再经过一对整形轧辊对所有直流道进行整形，得到直流道形状；确定了两次预成形轧辊和整形轧辊凹凸模的设计参数。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池金属双极板直流道成形方法，它属于燃料电池极板生产技术领域。

背景技术

金属双极板是燃料电池的重要组成部分，燃料电池双极板主要有金属双极板、石墨双极板、复合材料双极板等，采用石墨双极板虽然具有低密度、良好的耐蚀性，但石墨的孔隙率、力学强度较低、脆性大，导致体积和质量较大；采用复合材料双极板其接触电阻高、加工成本高；采用金属双极板具有导电性好、耐腐蚀性及加工性能好等优点；在实际生活中采用冲压工艺加工的金属双极板存在无法实现连续性生产、加工所需功率大、形状不精确、翘曲、回弹调控难等技术问题。对此，有必要对金属双极板的加工进行新方法的研究，实现金属双极板的高精度成批生产，同时增大流道深度，减少成形后金属极板厚度的变化。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种燃料电池金属双极板直流道成形方法。目的在于提供一种两次预成形、一次整形的辊轧辊形的设计模型用于辊轧燃料电池金属双极板。燃料电池金属双极板采用两次预成形、一次整形的成形方法能够增大流道深度，减小成形后金属极板厚度的变化，是一种高效、简单、连续性的燃料电池金属双极板直流道辊轧成形方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种燃料电池金属双极板直流道成形方法，其流程为：板料预处理→板料低温加热→金属极板直流道热轧→金属极板上气体和冷却液进出口的切割→金属极板表面处理→金属极板粘合成双极板→双极板修边；所述金属极板直流道轧制为板料上的每一条直流道都经过两次预成形、一次整形所形成的，具体为板料上所有的流道都经过两次预成形后，再经过一对整形轧辊对所有直流道进行整形，得到直流道形状；第一次预成形轧辊和第二次预成形轧辊凹凸模的设计参数由下列步骤确定：

1)确定第一次预成形的轧辊凹凸模的设计参数：

第一次预成形轧辊凸模的倾斜长度l₁₁、拔模角度β₁₁和凸模深度h₁₁参数按如下计算模型确定：

式中：r₁₁为第一次预成形轧辊凸模的圆弧半径，α₁₁为第一次预成形轧辊凸模上圆弧夹角的1/2，t为板料的厚度，k₁为第一次预成形后的板料厚度变为第一次预成形前板料厚度的k₁倍，k₁的值为0k₁1；

第一次预成形轧辊凹模的倾斜长度l₁₂、拔模角度β₁₂、凹模深度h₁₂和凹模的水平长度l₁参数按如下计算模型确定：

式中：r₁₂为第一次预成形轧辊凹模的圆弧半径，α₁₂为第一次预成形轧辊凹模上圆弧的夹角，t为板料的厚度，k₁为第一次预成形后的板料厚度变为第一次预成形前板料厚度的k₁倍， k₁的值为0k₁1；

2)确定第二次预成形的轧辊凹凸模的设计参数：