[发明专利]一种钢铝导电过渡件的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种钢铝导电过渡件的制备方法及应用，属于钢铝导电件制备技术领域，本发明采用压力浇铸工艺，通过使用液态铝直接于钢块合模浇铸，使液态铝在冷却凝固过程中，一直处于压力状态，最终形成接触面致密、强度高的钢铝导电过渡件；本发明制备出的钢铝导电过渡件铜铝界面致密、导电性能良好，解决了过渡件发热问题、延长了使用寿命，降低了铝电解直流电耗和生产成本。

技术领域

本发明属于钢铝导电件制备技术领域，具体的说，涉及一种钢铝导电过渡件的制备方法及应用。

背景技术

在电解铝生产过程中，电极材料性能和使用寿命对电解工况稳定及生产成本有着重要影响。常用的导电母排为不锈钢。但是，在实际应用过程中，不可能将铝直接搭接不锈钢，因为在空气中铝表面容易被氧化，生成致密的氧化膜，影响其导电性，增加电阻，在电流很大的情况下，根据焦耳定律W=I2Rt，刚铝搭接部位会发热严重，发热越严重，则氧化过程越严重，最终形成恶性循环，因此需要制备钢铝导电过渡件作为电极材料。

目前，电解铝行业钢铝导电过渡件常用的制备方法有以下几种：

爆炸焊：爆炸焊工艺是将表面平整的钢块和铝块紧密接触，中间填充适量炸药，引爆炸药瞬间产生高温热，将钢表面和铝表面熔化，通过挤压方式使钢铝接触焊接，该工艺优势是生产效率高，缺点是技术条件高、安全保障系数高、产品性能不稳定，控制不好容易出现假焊现象。

闪光对焊：闪光对焊原理是钢板材和铝板材在强电流作用下迅速熔化，随后在机械顶锻压力作用下钢铝融合在一起，该工艺优点是焊接效率高，但管件、大面积焊接件、厚件不易焊接，焊接初难免出现断裂。

重力浇铸：重力浇铸原理是将钢块放置在模具内，向模具内倾倒液态铝，铝包裹钢块形成钢铝导电过渡件，该工艺具有生产效率高、操作简单、劳动强度小、生产成本低等优势，但是，该工艺存在得到的钢铝导电过渡件导电性能不稳定，使用寿命短等不足。原因是液态铝冷却凝固过程中产生体积收缩，钢铝接触面出现分层形成空隙影响其导电性，继而导电过渡件发热，影响使用。

因此在铝电解工业需要发明一种导电性能良好、生产成本低、生产工艺简单、使用寿命长的钢铝导电件，以提高电极材料使用寿命、降低电解过程电耗、生产成本和杜绝安全隐患。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种钢铝导电过渡件的制备方法及应用，制备出的钢铝导电过渡件铜铝界面致密、导电性能良好，解决了过渡件发热问题、延长了使用寿命，降低了铝电解直流电耗和生产成本。

本发明所述的钢铝导电过渡件的制备方法包括以下步骤：

a、将钢板按照相关图纸加工成所需的钢块，将加工好的钢块放置在除油剂内浸泡5~10min，然后将钢块表面擦拭干净，并将擦拭干净的钢块浸泡在盐酸中1-2min，最后捞出用水冲洗；

b、将冲洗后的钢块烘干；

c、将烘干后钢块放置在压铸机模具内预定位置，合模；

d、将铝放入熔铝炉内，待铝熔化后采用自动压铸方式，将铝液压铸入到步骤c的模具内，铝液冷却凝固后开模；

e、将初步得到的铜铝导电件放置在真空热处理炉内，加热保温，让界面钢铝充分扩散；

f、取出热处理后的钢铝导电件，让其自然冷却至室温。

进一步的，所述的钢块为碳素钢或合金钢。