專利名稱：大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法及復(fù)合型大電流陰極輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法及用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)一為“鈦陰極輥筒體的制造方法”發(fā)明專利，公開號(hào)CN1570218A，先將鈦板卷制成圓筒并對(duì)接縫處焊接；對(duì)焊縫和熱影響區(qū)加熱，將焊縫處鐓粗后鍛平，反復(fù)多次，使焊縫處多次變形，且每一次變形量應(yīng)在30％以上，通過(guò)對(duì)鑄造組織加以變形，使鑄造組織改變成與基材組織基本相同的等軸組織，從而消除了焊縫組織印在箔材上的周期性亮帶，滿足了箔材的生產(chǎn)技術(shù)要求。該方法采用在兩板焊接后用外力實(shí)現(xiàn)焊縫鐓粗，由于焊接鑄造組織的強(qiáng)度比加工組織的強(qiáng)度高，所以在加熱溫度750～950℃、鐓粗力相同的情況下，焊縫鑄造狀態(tài)比板材的加工狀態(tài)難變形，形成母材變形量大，鑄造組織變形量小，后期鍛造易形成折疊現(xiàn)象，使母材的損失增大，造成筒體尺寸難以控制，難以保證筒體的質(zhì)量。此外，用外力實(shí)現(xiàn)焊縫鐓粗實(shí)施起來(lái)也較為困難。
與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)二為“一種大規(guī)格無(wú)縫鈦筒制造方法及用此材料制作的無(wú)縫鈦筒復(fù)合型陰極輥”(CN1196983A)發(fā)明專利，其輥筒由外層的無(wú)縫鈦筒與內(nèi)層的鋼筒或銅-鋼爆炸復(fù)合板卷焊形成的銅包裹鋼的銅-鋼復(fù)合筒復(fù)合而成，主軸是銅材包裹鋼軸的銅-鋼復(fù)合軸，主軸外壁焊有法蘭，導(dǎo)電板內(nèi)端用螺栓固定在法蘭上，輥筒的內(nèi)層焊接在導(dǎo)電板的外端，電流通過(guò)主軸銅套導(dǎo)到法蘭，再通過(guò)導(dǎo)電板導(dǎo)到筒體內(nèi)壁，最后導(dǎo)到鈦筒表面。此種結(jié)構(gòu)較難保證大電流，因?yàn)殂~包裹鋼的細(xì)長(zhǎng)軸較難保證貼合率，導(dǎo)電板與法蘭用螺栓固定，安裝貼合面不好會(huì)造成局部點(diǎn)接觸或陰極輥長(zhǎng)期轉(zhuǎn)動(dòng)使用，螺栓松動(dòng)，直接影響導(dǎo)電均勻性，結(jié)果會(huì)造成在連接接觸好的地方通過(guò)的電流大，導(dǎo)致輥面局部過(guò)熱，影響陰極輥的正常使用及箔材的質(zhì)量；另一方面，內(nèi)層為銅-鋼爆炸復(fù)合板卷焊形成的銅包裹鋼的銅-鋼復(fù)合筒，為了保證熱裝尺寸要求，銅-鋼復(fù)合筒的外表面銅層必須機(jī)加，導(dǎo)致銅層薄厚不均，影響鈦筒表面電流的均勻性，最終影響箔材質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法及用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥，通過(guò)對(duì)鑄造組織加以變形，使鑄造組織改變成與母材組織基本相同的等軸組織，從而消除了焊縫組織印在箔材上的周期性亮帶，滿足了箔材的生產(chǎn)技術(shù)要求。筒體的制造方法無(wú)需大型專用設(shè)備，簡(jiǎn)單可行，特別是后期的鍛造不易形成折疊現(xiàn)象，保證了筒體尺寸，生產(chǎn)的鈦筒成本低，質(zhì)量高。陰極輥由外層的鈦筒與內(nèi)層的鋼-銅爆炸復(fù)合板卷焊成的鋼包裹銅的復(fù)合筒通過(guò)熱裝過(guò)盈配合制成，通過(guò)兩端導(dǎo)電輪及銅導(dǎo)電板與主軸固定連接，電流通過(guò)主軸兩端的導(dǎo)電輪經(jīng)銅導(dǎo)電板向輥筒表面導(dǎo)電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配容易，內(nèi)、外層之間復(fù)合面結(jié)合率高，輸入大電流時(shí)導(dǎo)電均勻性好，保證了輥筒表面電流大且分布均勻，生產(chǎn)出的箔材厚度均勻，質(zhì)量高。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法a、將鈦板兩端加熱至400～500℃后模壓使之成型出一定高度的凸緣；b、將鈦板卷制成圓筒使模壓成型出的凸緣對(duì)接，并對(duì)接縫處焊滿；c、將焊縫處加熱后進(jìn)行鍛造，溫度控制在850～1020℃之間，首次鍛造變形量須大于20％，火次鍛造變形量控制在15～35％，總鍛造變形量大于70％；d、將焊縫處加熱后軋制，溫度控制在600～760℃之間，變形量控制在10～20％；e、將鈦筒整體加熱至800～880℃，保溫1～4小時(shí)。
所述凸緣的高度大于70％鍛造變形量，且位于鈦筒的外側(cè)。
最好對(duì)焊縫進(jìn)行四次鍛造，鍛造時(shí)每次進(jìn)給量控制在20～40mm之間，且首次鍛造加熱溫度高，以后逐次降低。焊縫鍛造后采用凸度軋輥對(duì)焊縫進(jìn)行3～4次軋制將焊縫軋平。
一種大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，包括主軸(1)及輥筒(5)，主軸(1)沿軸向位于輥筒(5)內(nèi)，輥筒(5)通過(guò)導(dǎo)電輪(2)、銅導(dǎo)電板(3)與主軸(1)固定連接，輥筒(5)兩端采用堵板(4)密封，輥筒(5)由外層(6)和內(nèi)層(7)復(fù)合而成，外層(6)為鈦筒，內(nèi)層(7)為鋼-銅爆炸復(fù)合板卷焊成的鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒，通過(guò)熱裝與外層鈦筒過(guò)盈配合形成輥筒(5)。
鈦筒(6)的內(nèi)表面及鋼-銅復(fù)合筒的鋼筒(8)的外表面均鍍有0.1～0.15mm銀層。輥筒(5)兩端的導(dǎo)電輪(2)通過(guò)過(guò)盈熱裝到主軸(1)上，且導(dǎo)電輪(2)的外壁上套裝有鈦套(15)。銅導(dǎo)電板(3)一端與主軸(1)上的導(dǎo)電輪(2)固定連接，另一端與鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒的銅筒(9)固定連接。
堵板(4)由內(nèi)層的鋼堵板(10)與外層的鈦-鋼復(fù)合堵板(16)組成，鋼堵板(10)與輥筒(5)內(nèi)層(7)的銅筒(9)焊接，鈦-鋼復(fù)合堵板(16)內(nèi)層的鋼板(12)焊接在鋼筒(8)的兩端，外層的鈦板(11)焊接在鈦筒(6)內(nèi)，鈦-鋼復(fù)合堵板(16)外側(cè)焊接有鈦墊塊(13)，鈦墊塊(13)上焊接有鈦螺紋環(huán)(14)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明采用端部模壓成型的方法加工出可鍛造量的高度，只需常規(guī)的壓機(jī)及配套的模具即可實(shí)現(xiàn)鍛造量所需的厚度，無(wú)需大型專用設(shè)備，簡(jiǎn)單可行，鍛造時(shí)不易形成折疊現(xiàn)象，保證了筒體的圓周長(zhǎng)度，鍛造后再經(jīng)過(guò)軋制，可使焊縫組織進(jìn)一步改善，使鑄造組織改變成與基材組織基本相同的等軸組織，從而消除了焊縫組織印在箔材上的周期性亮帶，生產(chǎn)的鈦筒成本低，質(zhì)量高，滿足了箔材的生產(chǎn)技術(shù)要求。
2、輥筒由外層的鈦筒與內(nèi)層的鋼-銅爆炸復(fù)合板卷焊成的鋼包裹銅的復(fù)合筒通過(guò)熱裝過(guò)盈配合制成，復(fù)合面結(jié)合率達(dá)95％以上，既保證了筒體的剛度，又提高了輥筒表面導(dǎo)電均勻性。此外，由于內(nèi)層是由鋼-銅爆炸復(fù)合板卷焊而成的鋼包裹銅的復(fù)合筒，即使為了保證熱裝尺寸要求，也只對(duì)鋼-銅復(fù)合筒的外表面鋼層進(jìn)行機(jī)加，不會(huì)破壞內(nèi)部銅層的均勻度，保證了鈦筒表面電流的均勻性，也就保證了生產(chǎn)的箔材的質(zhì)量。
3、導(dǎo)電輪熱裝在主軸上，銅導(dǎo)電板與導(dǎo)電輪及內(nèi)層鋼-銅復(fù)合筒的銅層固定連接，電流通過(guò)導(dǎo)電輪經(jīng)銅導(dǎo)電板、鋼-銅復(fù)合筒及鈦筒內(nèi)壁鍍銀層作用于鈦筒表面，提高了輥筒的整體導(dǎo)電性，能保證大電流輸入時(shí)導(dǎo)電的均勻性，使輥筒表面的電流分布更均勻，輸入電流35000A時(shí)輥筒表面不過(guò)熱，提高了輥面的電流密度及箔材的產(chǎn)量和質(zhì)量，延長(zhǎng)了陰極輥的使用壽命。
4、兩端的導(dǎo)電輪外壁上套裝有鈦套，防止了導(dǎo)電輪被腐蝕，保證了導(dǎo)電的均勻性，延長(zhǎng)了導(dǎo)電輪及陰極輥的使用壽命。


圖1為本發(fā)明制造方法流程圖，圖2為本發(fā)明陰極輥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖1、2、3描述本發(fā)明的一種實(shí)施例。
大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法1、將鈦板兩端加熱至400～500℃后模壓使之向外側(cè)成型出高度大于70％鍛造變形量的凸緣；2、將鈦板卷制成圓筒使模壓成型出的凸緣對(duì)接，并對(duì)接縫處焊滿，焊接電流控制在在100～200A之間，并進(jìn)行X射線探傷檢查，使焊縫達(dá)到JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)中I級(jí)以上。
3、對(duì)焊縫處采用高頻感應(yīng)加熱后進(jìn)行四次鍛造，首次鍛造變形量控制在25％左右，溫度控制在1000℃左右，第二次鍛造變形量控制在30％左右，溫度控制在950℃左右，第三次鍛造變形量控制在30％左右，溫度控制在900℃左右，第四次鍛造變形量控制在20％左右，溫度控制在850℃左右，且鍛造時(shí)每次進(jìn)給量控制在20～40mm之間，鍛造后的筒體內(nèi)外表面不得有裂紋。
4、將焊縫處加熱后采用凸度軋輥進(jìn)行3～4次軋制，溫度控制在600～760℃之間，變形量控制在10～20％。軋制后的筒體內(nèi)外表面不得有裂紋。
5、將鈦筒整體加熱至800～880℃，保溫1～4小時(shí)即可制成(500～3000)mm×φ(1000～3000)mm等多種規(guī)格的鈦筒。
一種大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，包括主軸(1)及輥筒(5)，主軸(1)沿軸向位于輥筒(5)內(nèi)，輥筒(5)由外層(6)和內(nèi)層(7)復(fù)合而成，外層(6)為鈦筒，內(nèi)層(7)為鋼-銅爆炸復(fù)合板卷焊成的鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒，通過(guò)熱裝與外層鈦筒過(guò)盈配合形成輥筒(5)。鈦筒(6)的內(nèi)表面及鋼-銅復(fù)合筒的鋼筒(8)的外表面均鍍有0.1～0.15mm銀層。
輥筒(5)通過(guò)其兩端的導(dǎo)電輪(2)、銅導(dǎo)電板(3)與主軸(1)固定連接。導(dǎo)電輪(2)通過(guò)過(guò)盈熱裝到主軸(1)上，且導(dǎo)電輪(2)的外壁上套裝有鈦套(15)。銅導(dǎo)電板(3)一端與主軸(1)上的導(dǎo)電輪(2)固定連接，另一端與鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒的銅筒(9)固定連接。輥筒(5)兩端采用堵板(4)密封。
堵板(4)由內(nèi)層的鋼堵板(10)與外層的鈦-鋼復(fù)合堵板(16)組成，鋼堵板(10)與輥筒(5)內(nèi)層(7)的銅筒(9)焊接，鈦-鋼復(fù)合堵板(16)內(nèi)層的鋼板(12)焊接在鋼筒(8)的兩端，外層的鈦板(11)焊接在鈦筒(6)內(nèi)，鈦-鋼復(fù)合堵板(16)外側(cè)焊接有鈦墊塊(13)，鈦墊塊(13)上焊接有鈦螺紋環(huán)(14)。
裝配方法鋼-銅復(fù)合筒由鋼-銅軋制復(fù)合板卷焊而成，且其內(nèi)壁上固定有環(huán)狀加強(qiáng)筋。裝配時(shí)，先將鋼-銅復(fù)合筒校圓，并將鋼堵板及主軸裝入銅鋼復(fù)合筒內(nèi)，導(dǎo)電輪通過(guò)過(guò)盈熱裝到主軸，銅導(dǎo)電板一端與主軸上的導(dǎo)電輪固定連接，另一端與鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒的銅層固定連接，使主軸和鋼-銅復(fù)合筒固定為一體，再把鈦-鋼堵板的鋼板焊接在鋼-銅復(fù)合筒的鋼筒兩端，將鍍銀的鋼筒熱裝在內(nèi)表面鍍有0.1～0.15mm銀層的有縫鈦筒內(nèi)，兩端將鈦-鋼復(fù)合堵板的鈦板與有縫鈦筒焊接密封，在鈦堵板的外面分別焊接鈦墊塊及鈦套，螺紋環(huán)與鈦墊塊固定連接。
應(yīng)用時(shí)，在螺紋環(huán)上通過(guò)螺栓固定圓形塑料板，然后將陰極輥置于電解液中，與陽(yáng)極電解液形成電流回路，利用電解的方法將液體中的金屬陽(yáng)離子吸附在輥?zhàn)拥谋砻?，制成金屬箔材?br> 權(quán)利要求
1.一種大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法，其特征在于a、將鈦板兩端加熱至400～500℃后模壓使之成型出一定高度的凸緣；b、將鈦板卷制成圓筒使模壓成型出的凸緣對(duì)接，并對(duì)接縫處焊滿；c、將焊縫處加熱后進(jìn)行鍛造，溫度控制在850～1020℃之間，首次鍛造變形量須大于20％，火次鍛造變形量控制在15～35％，總鍛造變形量大于70％；d、將焊縫處加熱后軋制，溫度控制在600～760℃之間，變形量控制在10～20％；e、將鈦筒整體加熱至800～880℃，保溫1～4小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法，其特征在于所述凸緣的高度大于70％鍛造變形量，且位于鈦筒的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法，其特征在于對(duì)焊縫進(jìn)行四次鍛造，鍛造時(shí)每次進(jìn)給量控制在20～40mm之間，且首次鍛造加熱溫度高，以后逐次降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法，其特征在于焊縫鍛造后采用凸度軋輥對(duì)焊縫進(jìn)行3～4次軋制將焊縫軋平。
5.一種大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，包括主軸(1)及輥筒(5)，主軸(1)沿軸向位于輥筒(5)內(nèi)，其特征在于輥筒(5)通過(guò)導(dǎo)電輪(2)、銅導(dǎo)電板(3)與主軸(1)固定連接，輥筒(5)兩端采用堵板(4)密封，輥筒(5)由外層(6)和內(nèi)層(7)復(fù)合而成，外層(6)為鈦筒，內(nèi)層(7)為鋼—銅爆炸復(fù)合板卷焊成的鋼包裹銅的鋼—銅復(fù)合筒，通過(guò)熱裝與外層鈦筒過(guò)盈配合形成輥筒(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，其特征在于鈦筒(6)的內(nèi)表面及鋼—銅復(fù)合筒的鋼筒(8)的外表面均鍍有0.1～0.15mm銀層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，其特征在于輥筒(5)兩端的導(dǎo)電輪(2)通過(guò)過(guò)盈熱裝到主軸(1)上，且導(dǎo)電輪(2)的外壁上套裝有鈦套(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，其特征在于銅導(dǎo)電板(3)一端與主軸(1)上的導(dǎo)電輪(2)固定連接，另一端與鋼包裹銅的鋼—銅復(fù)合筒的銅筒(9)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，其特征在于堵板(4)由內(nèi)層的鋼堵板(10)與外層的鈦—鋼復(fù)合堵板(16)組成，鋼堵板(10)與輥筒(5)內(nèi)層(7)的銅筒(9)焊接，鈦—鋼復(fù)合堵板(16)內(nèi)層的鋼板(12)焊接在鋼筒(8)的兩端，外層的鈦板(11)焊接在鈦筒(6)內(nèi)，鈦—鋼復(fù)合堵板(16)外側(cè)焊接有鈦墊塊(13)，鈦墊塊(13)上焊接有鈦螺紋環(huán)(14)。
全文摘要
一種大規(guī)格鈦陰極輥筒體的制造方法及用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥，其制造方法是將鈦板兩端加熱后模壓使之成型出一定高度的凸緣；將鈦板卷制成圓筒使模壓成型出的凸緣對(duì)接，并對(duì)接縫處焊滿；將焊縫處加熱后進(jìn)行鍛造，將鍛造后的焊縫軋制，最后將鈦筒整體熱處理。用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥的主軸沿軸向位于輥筒內(nèi)，輥筒通過(guò)導(dǎo)電輪、銅導(dǎo)電板與主軸固定連接，輥筒兩端采用堵板密封，輥筒由外層鈦筒，內(nèi)層鋼包裹銅的鋼一銅復(fù)合筒通過(guò)熱裝形成。本發(fā)明采用端部模壓成型的方法加工出可鍛造量的高度，簡(jiǎn)單可行，鍛造時(shí)不易形成折疊現(xiàn)象，鍛造后再經(jīng)過(guò)軋制，可使焊縫組織進(jìn)一步改善，生產(chǎn)的鈦筒成本低，質(zhì)量高。用此材料制作的陰極輥能保證大電流輸入時(shí)導(dǎo)電的均勻性，輸入電流35000A時(shí)輥筒表面不過(guò)熱，提高了輥面的電流密度及箔材的產(chǎn)量和質(zhì)量，延長(zhǎng)了陰極輥的使用壽命。
文檔編號(hào)C25D17/10GK1740403SQ200510043110
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者任連保, 宋文君, 劉紅, 孫文斌, 馬余選, 楊廣義 申請(qǐng)人:寶雞中色特種金屬有限責(zé)任公司