電解鋅陰極導電梁及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電解鋅陰極導電梁。電解鋅導電梁包括內體和外體，外體包覆在所述內體的壁上；所述外體為鋁材層，內體材料為高強度金屬材料；內體包括內體主體和定位柱，內體主體為柱狀結構，定位柱等長，位于內體外層壁上，所述內體與內體上的定位柱為一體結構；在鋁材制備的外體內包覆由高強度金屬材料制備的內體，使得電解鋅陰極導電梁的強度增大，避免了長期承受所連接的陰極板的下拉力而造成彎曲變形，不會使導電梁兩端與導電塊之間產生縫隙而導電不良；同時，內體可以制備成空心結構，可以在保持足夠強度的同時節(jié)省材料；故本發(fā)明的電解鋅陰極導電梁具有制備簡單、強度大、不變形、節(jié)省成本、使用壽命長的特點。
【專利說明】
電解鋅陰極導電梁及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電解領域，特別涉及電解鋅陰極導電梁。
【背景技術】
[0002]目前，電解鋅陰極導電梁主要功能為兩個方面，一是導電功能，為極板提供直流電；二是承載功能，現(xiàn)在電解鋅工藝全部往大極板方向發(fā)展，極板一大，整體重量越重，現(xiàn)在的鋁導電梁工藝對其無法滿足，使極板能夠垂直安放在電解槽內。因此，為了實現(xiàn)這兩種功能，就需要極板導電梁具有良好的導電性和足夠的強度。
[0003]目前，陰陽極板導電橫梁大部分為全銅、銅鋼復合、銅鈦復合、銅鉛復合或者不銹鋼電鍍銅等材質，其中全銅材質的導電梁不僅價格昂貴，而且銅導電梁與極板的聯(lián)接部位容易斷裂，嚴重影響使用壽命，同時聯(lián)接處電阻較高，增加了單位產品電耗;而采用復合工藝制作的導電橫梁，主要存在復合層容易分離、存在明顯界面等缺陷，不僅影響壽命，而且兩種材質之間的接觸電阻較大，增加了單位電解產品的電耗;采用電鍍工藝制造的導電橫梁雖然較好地解決了兩種金屬之間的接觸問題，但是其生產成本較高，而且電鍍工藝的污染較大，同時由于鍍層較薄，其使用壽命也受到限制。
[0004]目前單純采用鋁材質的電解鋅陰極導電梁，雖然導電性良好，但鋁材質強度弱，長時間會造成導電梁受導電板下拉力作用變形，如圖1所示，導電梁變形后，使得導電梁I和導電塊3間出現(xiàn)縫隙，接觸不良，導電性變差，電解效率變低，故使用壽命不長，需要增加導電梁強度。
[0005]以上，開發(fā)一種導電良好、不易變形的極板導電梁十分必要。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明提供的電解鋅陰極導電梁解決了現(xiàn)有技術中存在的問題，顯著增加了強度，避免了長時間承力變形，使得使用壽命變長。
[0007]本發(fā)明電解鋅陰極導電梁，包括內體和外體，外體包覆在內體的壁上;外體為鋁材層，內體材料為金屬材料；內體包括內體主體和定位柱，內體主體為柱狀結構，定位柱位于內體主體外壁上，內體與內體上的定位柱為一體結構。
[0008]以上整體結構的結構設置達到了使電解鋅陰極導電梁強度增加，可以承受電極板重量造成的的下拉力而不變形;且現(xiàn)有技術中存在若電解鋅陰極導電梁變形，會使得導電梁兩端與導電塊觸電接觸不良，導電性變差，本發(fā)明的方案解決了這個問題，延長了使用壽命O
[0009]定位柱位于均勻的分布于內體主體壁上，長度一致，便于制備時使內體主體位于整個電解鋅陰極導電梁的中央，使外層能均勻的包覆于內體上，利于受力均勻。
[0010]其中，內體主體可以為實心柱或空芯柱。
[0011 ]在一些實施例中，內體主體為實心柱，其可以為規(guī)則型的或不規(guī)則型的的柱狀體，均勻的分布于外體內，使之可以均勻承力。
[0012]在一些實施例中，內體主體為空芯柱，其外層壁上設置有空隙結構，孔隙結構數(shù)為一個或多個，可以為圓形、方形、長條狀、曲線狀或其他不規(guī)則形狀，孔隙穿透內體主體壁內外，內體主體外層壁上存在孔隙時，鋁材層包覆于空芯柱內外。
[0013]內體為空心結構時比實心結構更節(jié)省材料，但空心結構相比實心結構在承受垂直方向的力的時候強度相同或強度更大;若空心結構內部同樣注滿鋁材，相比只在外部包裹鋁材的內體，內外部都注滿鋁材的內體強度會進一步增強。
[0014]其中，外體材料鋁材為全鋁或其他鋁材，內體金屬材料為銅、鐵、鈦和合金中的一種或幾種。內體材料的金屬材料熔點大于液態(tài)鋁的溫度，液態(tài)鋁的溫度為660?800°C，該溫度的控制使得注入鋁液成型時避免將內體的模型熔化。
[0015]本發(fā)明的電解鋅陰極導電梁，其制備方法如下:
[0016]i)將制備內體的金屬材料加熱使之熔化為液態(tài)，注入特制的電解陰極導電梁的內體形狀的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體及其定位柱一體成型，為內體；
[0017]2)將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中；
[0018]3)將熔化成液態(tài)的鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內體和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
[0019]以上制備時，可以根據(jù)不同的內體結構進行細節(jié)上的改變。
[0020]制備的內體主體為空心結構且內體主體壁上有空隙時，步驟2中先對步驟I中成型的內體進行鉆空隙，進而放入模具中；步驟3中將鋁液注入，將模具中的內體內外全部注滿，或者將內體外部全部注滿內部注入部分鋁液，再進行冷卻，成型。
[0021]在一些實施例中，以上制備的內體主體為空心結構且內體主體壁上有空隙時，也可以直接在步驟I中應用特制的模具，該模具可以直接制備成帶有孔隙的內體。
[0022]在一些實施例中，上述空心或實心的內體，還可以應用現(xiàn)有硬質管材，將外層包覆在硬質管材上。
[0023]以上制備方法，步驟簡單易操作，安全可控性強，便于大規(guī)模成產。
[0024]與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0025]在鋁材制備的外體內包覆由高強度金屬材料制備的內體，使得電解鋅陰極導電梁的強度增大，避免了長期承受所連接的陰極板的下拉力而造成彎曲變形，不會使導電梁兩端與導電塊之間產生縫隙而導電不良；同時，內體可以制備成空心結構，可以在保持足夠強度的同時節(jié)省材料。故，本發(fā)明的電解鋅陰極導電梁具有制備簡單、強度大、不變形、節(jié)省成本、使用壽命長的特點。
【附圖說明】
[0026]圖1是電解鋅陰極導電梁和陰極板的連接整體示意圖。
[0027]圖2是圖1中內體主體為實心柱的A-A剖面結構示意圖。
[0028]圖3是圖1中內體主體為空芯柱封閉型的A-A剖面結構示意圖。
[0029]圖4是圖1中內體主體為空芯柱帶孔隙的的A-A剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]結合附圖對本發(fā)明進一步說明:
[0031]實施例1
[0032]如圖2所示，本發(fā)明電解鋅陰極導電梁I，包括外體4和內體，內體包括內體主體5和定位柱6，內體主體5和定位柱6為一體結構，內體主體位實心結構;制備步驟為:將銅加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體5及其定位柱6—體成型，為實心內體;將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在660-800°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
[0033]實施例2
[0034]如圖3所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導電梁I，包括外體4和內體，內體包括內體主體5和定位柱6，內體主體5和定位柱6為一體結構，內體主體為封閉式空心結構;制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體5及其定位柱6—體成型，為空心封閉內體;將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在100tC熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
[0035]實施例3
[0036]如圖4所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導電梁I，包括外體4和內體，內體包括內體主體5和定位柱6，內體主體5和定位柱6為一體結構；制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體5及其定位柱6—體成型，然后進一步在內體主體的壁上鉆透幾個孔隙7，內體形成;將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在IlOOtC熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，注滿，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。實施例4
[0037]如圖4所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導電梁I，包括外體4和內體，內體包括內體主體5和定位柱6，內體主體5和定位柱6為一體結構，內體主體為壁帶孔隙的空心結構;制備步驟為:將鐵加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內，該模具為特制模具，為兩部分拼合，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，見模具的兩部分拆除，內體主體5及其定位柱6—體成型，為帶孔隙7的空心內體;將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在1100°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，注滿內體的內外空間，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
[0038]實施例5
[0039]如圖3所示，本發(fā)明本發(fā)明電解鋅陰極導電梁I，包括外體4和內體，內體包括內體主體5和定位柱6，內體主體5和定位柱6為一體結構，內體主體位空心結構；制備步驟為:將鋼加熱熔化變?yōu)橐簯B(tài)，將其注入提前制備好的特制的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體5及其定位柱6—體成型，形成的內體為空心結構;將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中，放置其確保位于模具中央位置;將在1300°C熔化的液態(tài)的全鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，只注滿內體的外部空間，冷卻，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
【主權項】
1.電解鋅陰極導電梁，其特征在于，包括內體和外體，所述外體包覆在所述內體的壁上;所述外體為鋁材層，所述內體材料為金屬材料，所述金屬材料強度大于所述鋁材層;所述內體包括內體主體和定位柱，所述內體主體為柱狀結構，所述定位柱位于所述內體主體外壁上，所述內體與內體上的定位柱為一體結構。2.根據(jù)權利要求1所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述內體主體為實心柱或空芯柱。3.根據(jù)權利要求2所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述空芯柱為密封式結構。4.根據(jù)權利要求2所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述空芯柱外層壁上設置有孔隙結構，所述孔隙結構數(shù)為一個或多個;所述鋁材層包覆于空芯柱內外。5.根據(jù)權利要求1所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述定位柱長度一致，均勻分布于內體主體壁上。6.根據(jù)權利要求1所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述鋁材為全鋁，所述金屬材料為銅、鐵、鈦和合金中的一種或幾種。7.根據(jù)權利要求1所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，所述金屬材料熔點大于液態(tài)鋁的溫度，所述液態(tài)鋁的溫度為660?800 °C。8.根據(jù)權利要求1所述的電解鋅陰極導電梁，其特征在于，該電解陰極導電梁通過下述步驟制備而成: 1)將制備內體的金屬材料加熱使之熔化為液態(tài)，注入特制的電解陰極導電梁的內體形狀的模具內，注滿，冷卻，液態(tài)金屬凝結后，內體主體及其定位柱一體成型； 2)將成型的內體伸入到電解陰極導電梁整體模具中； 3)將熔化成液態(tài)的鋁注入到已放有內體的電解陰極導電梁整體模具中，待液態(tài)鋁凝結后使內芯和注入的鋁形成一體，即電解鋅陰極導電梁。
【文檔編號】B22D19/16GK105862076SQ201610398114
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】林建洪
【申請人】杭州帝洛森科技有限公司