[发明专利]金属复合层及其制备方法和无缝阴极辊及其制备方法

说明书

本发明涉及电解铜箔生产装备技术领域，具体而言，涉及金属复合层及其制备方法和无缝阴极辊及其制备方法。无缝阴极辊表面的金属复合层的制备方法包括：在阴极辊基体的表面采用粉末固态累沉积法依次沉积金属铜、银和钛，形成含有铜层、银层和钛层的复合金属层。该方法工艺简单高效，加工周期短，无焊缝、表面开裂起皮和花斑现象，服役性能稳定，使得制备得到的无缝阴极辊导电均匀，制备成本低、制备尺寸不受限。

技术领域

本发明涉及电解铜箔生产装备技术领域，具体而言，涉及金属复合层及其制备方法和无缝阴极辊及其制备方法。

背景技术

电解铜箔是覆铜板、印制电路板及锂离子电池等电子产品制造的基础材料之一。电解法生产铜箔是近些年发展起来的一种高效铜箔生产方法。阴极辊作为电解铜箔成套设备的核心及关键部件，其质量决定着铜箔的档次和品质，被称为电解铜箔生产的心脏。阴极辊辊面材料选择严苛，要求对电解液极强的抗蚀能力，组织晶粒均匀细小，具有较高的导电性，以保证厚度均匀，表面平整优质铜箔的生产。

传统的阴极辊面钛金属层制造方法主要包括钛板材圈焊成型和环轧件旋压成型。但圈焊成型阴极辊表面存才焊缝，生产出的铜箔上存在一条焊缝区产生的变色带，影响铜箔的整体质量；环轧件旋压成型可制备无缝阴极辊，但环轧件旋压成型个加工过程复杂，涉及锻造、扩孔、环轧等多个热加工和旋压加工过程，过程工艺参数变化范围窄，制备过程控制极易造成整个阴极辊表面开裂、失稳变形、表面起皮等缺陷。

而阴极辊的发展方向一直在向大尺寸，高效率、大电流导电均匀、薄壁超耐磨、轻量化的发展。利用旋压技术制造无缝钛阴极辊在生产和使用过程中还存在导电不均匀、辊面花纹等问题，而旋压工艺制造周期长、旋压设备投资大，研发及生产风险极大，如何稳定和提高无缝钛阴极辊制造工艺技术是电解铜箔生产亟待解决的问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供金属复合层及其制备方法和无缝阴极辊及其制备方法。本发明实施例提供的缝阴极辊表面的金属复合层的制备方法工艺简单高效，加工周期短，无焊缝、表面开裂起皮和花斑现象，服役性能稳定，使得制备得到的无缝阴极辊导电均匀，制备成本低、制备尺寸不受限。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种无缝阴极辊表面的金属复合层的制备方法，包括：在阴极辊基体的表面采用粉末固态累沉积法依次沉积金属铜、银和钛，形成含有铜层、银层和钛层的复合金属层。

在可选的实施方式中，沉积的步骤包括：分别将形成铜层、银层和钛层的铜粉、银粉和钛粉加速至100-2500m/s，而后与所述阴极辊基体的表面作用，使得铜粉、银粉和钛粉未熔化，而产生变形并累加沉积；

优选地，沉积的步骤包括：将所述铜粉加速至100-2500m/s，而后与阴极辊基体的表面作用形成铜层，而后，将所述银粉加速至100-2500m/s，而后与所述铜层作用形成银层，接着，将所述钛粉加速至100-2500m/s，而后与所述银层作用形成钛层；

优选地，加速后的所述银粉、所述铜粉和所述钛粉的速度依次增加；

优选地，加速后的所述银粉的速度为100-500m/s，加速后的所述铜粉的速度为800-1000m/s，加速后的所述钛粉的速度为1200-2500m/s。

在可选的实施方式中，加速的方法包括气体、电场、磁场和冲击波中的任意一种。

在可选的实施方式中，所述铜粉、所述银粉和所述钛粉的形状分别包括球形、多孔、葫芦状和羽毛形中的任意一种；

优选地，所述铜粉为单质铜粉末或者铜合金粉末，所述银粉为单质银粉末或银合金粉末，所述钛粉为单质钛粉末；

优选地，所述铜粉、所述银粉和所述钛粉的尺寸分别为1-500微米。