CN103691963B - 一种电镀用阳极铜球的制造装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电镀用阳极铜球的制造装置和方法。方法包括合金熔化、保温、滴铸成型、取出、清洗、烘干等步骤。该方法所用的设施：它由保温浇包系统、滴流系统以及冷却系统三部分组成，并依次从上往下布置，且滴流系统与冷却系统连接并与外界密封。本发明的制造装置和方法生产效率高、设备简单、操作方便、产品质量优质、成本低廉。

Description

一种电镀用阳极铜球的制造装置和方法

技术领域：

本发明涉及一种电镀用阳极铜球的制造装置和方法。

背景技术：

在印刷电路、五金、装饰等领域，很多零件需要电镀铜，因此铜是电镀行业普遍采用的一种阳极产品，由于电镀线对生产连续性和添料精密性的需要，往往要将铜阳极制成球形，阳极铜球就是应用于电镀铜的铜阳极产品。为了达到电镀铜的其它作用，还往往在纯铜的基础上添加合金元素制成合金铜球，如为防止铜在电解槽中过早溶解，则制成磷铜合金球。根据其使用特点，阳极铜球对合金成分有较高要求，对外形圆度的要求较高。

现行阳极铜球的生产方法主要有两种，一种为专利文献1和专利文献2所示的冷镦法，一种专利文献3所示的斜轧法。

[专利文献1]中国专利公开CN1840261号公报

[专利文献2]中国专利公开CN102615482A号公报

[专利文献3]中国专利公开CN101045254号公报

冷镦法是首先将铜或铜合金连续铸造成一定直径的圆杆，然后经逐个切断后进行模锻成型，最后经挑选、清洗、烘干。由于是模锻，因此产品存在因上下半球模合模锻造时形成的较大腰线，产品圆度差；模锻时还必须加入润滑乳液，给后期清洗带来很大难度；模锻还对圆铜杆的要求很高，当铸造质量较差时很容易将铜球镦裂。此外，其生产效率很低，模具易磨损报废，设备维护频率大、成本高，生产噪声极大，材料的利用率较低，产品的成品率也较低。

斜轧法是两个带螺旋孔型模具的轧辊相互交叉配置，以相同方向旋转，带动圆形轧件反向旋转并前进，轧件在螺旋轧型作用下被压缩延伸，最终轧制成所需的回转体零件。斜轧法生产阳极铜球也首先需要将铜或铜合金连续铸造成一定直径的圆杆，再切断成数米长的短杆，清洗后放入斜轧机中进行斜轧，最后挑选、清洗、烘干。相对冷镦法，斜轧法的生产效率较高，生产噪声小，材料利用率提高，但其轧辊制造复杂、通用性差、生产工艺调整性差，甚至设备安装调整都需要耗费较长工时，轧辊的维护成本较高。此外，其生产过程包含熔、铸、切、洗、轧、选、洗、烘干等多个步骤，流程较长。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电镀用阳极铜球的制造装置和方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种电镀用阳极铜球的制造方法，它包括以下步骤：

（1）熔化：将铜或铜合金熔化并精炼至成分合格，熔化温度为1083～1300℃之间；

（2）保温：将成分合格的上述铜或铜合金熔体保温至1100～1280℃之间；

（3）滴铸成型：将上述保温好的铜或铜合金熔体转移至预热好的滴铸成型装置上进行滴铸成型，通过该成型装置上的孔型、震荡频率等参数的合理控制，成型出不同规格的铜球；

（4）取出、清洗、烘干。

一种电镀用阳极铜球的制造装置，它由保温浇包系统、滴流系统以及冷却系统三部分组成，并依次从上往下布置，且滴流系统与冷却系统连接并与外界密封；其中，

保温浇包系统由保温浇包、塞棒、浇嘴组成，滴流系统由铸造腔、铸造包、震荡器、滴流孔组成，冷却系统由冷却槽和冷却液组成；

滴铸系统的铸造包和滴流孔装在震荡器上可发生规律性震荡，其中的滴流孔由与铜不发生润湿的无机材料制成；

冷却系统中充有惰性保护气体。

进一步地，所述的震荡器震荡频率为0.5－5KHZ，振幅为5－100μm，根据不同规格的产品选取。

进一步地，所述的滴流孔为圆形孔，孔径为1－20mm，依据不同产品规格来选取，产品规格越大，则孔径越大，一个滴铸系统可以有一个滴流孔，也可以有多个滴流孔。

进一步地，所述滴流孔与冷却液液面的距离为50－200mm，冷却液的深度大于300mm。

进一步地，所述的冷却系统中的惰性保护气体为氮气、氩气或其它惰性气体，保持气压大于标准大气压。

进一步地，所述的冷却系统中可布置收料系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涉及的阳极铜球技术生产流程极短，成型工序只需一道，生产效率高，生产成本低;利用本发明生产的阳极铜球圆度高、成分均匀，且生产过程不接触油污故表面清洁;利用本发明生产阳级铜球的装备简易而有效，投入成本低，维护方便;利用本发明可同时生产两种或多种规格的阳极铜球，是现有方法无法实现的。

附图说明：

图1是本发明方法流程图。

图2该发明的装置结构图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是本发明方法流程图。

一种电镀用阳极铜球的制造方法，它包括以下步骤：

（1）熔化：将铜或铜合金熔化并精炼至成分合格，熔化温度为1083～1300℃之间；

（2）保温：将成分合格的上述铜或铜合金熔体保温至1100～1280℃之间；

（3）滴铸成型：将上述保温好的铜或铜合金熔体转移至预热好的滴铸成型装置上进行滴铸成型，通过该成型装置上的孔型、震荡频率等参数的合理控制，成型出不同规格的铜球；

（4）取出、清洗、烘干。

图2该发明的装置结构图。一种电镀用阳极铜球的制造装置，它由保温浇包系统、滴流系统以及冷却系统三部分组成，并依次从上往下布置，且滴流系统与冷却系统连接并与外界密封；其中，

保温浇包系统由保温浇包、塞棒、浇嘴组成，滴流系统由铸造腔、铸造包、震荡器、滴流孔组成，冷却系统由冷却槽和冷却液组成；

滴铸系统的铸造包和滴流孔装在震荡器上可发生规律性震荡，其中的滴流孔由与铜不发生润湿的无机材料制成；

冷却系统中充有惰性保护气体。

进一步地，所述的震荡器震荡频率为0.5－5KHZ，振幅为5－100μm，根据不同规格的产品选取。

进一步地，所述的滴流孔为圆形孔，孔径为1－20mm，依据不同产品规格来选取，产品规格越大，则孔径越大，一个滴铸系统可以有一个滴流孔，也可以有多个滴流孔。

进一步地，所述滴流孔与冷却液液面的距离为50－200mm，冷却液的深度大于300mm。

进一步地，所述的冷却系统中的惰性保护气体为氮气、氩气或其它惰性气体，保持气压大于标准大气压。

进一步地，所述的冷却系统中可布置收料系统。

实施例一：

如图1所示，本发明的装置包括由保温浇包1、塞棒2、浇嘴3组成的保温浇包系统、由铸造腔4、铸造包5、滴流孔6、震荡器7构成的滴铸系统以及由冷却槽8、液体石蜡9组成的冷却系统。所述的塞棒2可控制浇嘴3的流量，并可完全将浇嘴密封；在铸造腔4内，滴流孔6安装在铸造包底部，并一起放置在震荡器7上；铸造腔4安装固定在冷却槽8上方，冷却槽8内盛有一定高度的液体石蜡9，剩余空间则通过气嘴10灌入惰性气体保护。当生产规格为Φ10.5mm的磷铜合金球时，将滴流孔6尺寸设计为Φ3.45mm，滴流孔的数量为10个；将铸造包5和滴流孔6预热至700～900℃；开启震荡器7，并控制频率和振幅分别为3000HZ和20μm；将液体石蜡9的温度加热至60℃，液体石蜡9的液位深度为2米，其液面距滴流孔6的距离为100mm；从气嘴10通入氮气，并保持氮气压力为0.11MPa。将磷含量为0.1%的磷铜合金在500公斤工频感应炉中熔化后移入浇包1中，保温至1150℃，通过塞棒2控制浇嘴3的流速使合金流入铸造包5中并保持铸造包5内的铜液液位高度为30～50mm，铜液11在震荡器7的作用下通过滴流孔6流入液体石蜡9中，在冷却槽和冷却液中，铜液将发生规律性断流、球化和凝固，最终形成尺寸为Φ10.5mm的磷铜合金球12。磷铜合金球取出后进行清洗和烘干。经检测该磷铜合金球圆度高，成分十分均匀，生产效率超过1000个/分钟。

实施例二：

本实施例与实例1的不同之处在于，当生产规格为Φ21mm的磷铜合金球时，上述装置的滴流孔6尺寸设计为Φ8mm，数量为2个，控制震荡器7的频率和振幅分别为3500HZ和50μm，液体石蜡9的液面距滴流孔距离为150mm，铸造包5内铜液的液位高度控制为80～100mm。当其它工艺和步骤与实施例1相同时，生产出了Φ21mm的磷铜合金标准圆球。经检测，其产品圆度高，成分均匀，生产效率超过200个/分钟。

实施例三：

本实施例与实例1的不同之处在于，当同时生产规格为Φ21mm和Φ16mm的两种磷铜合金球时，上述装置的滴流孔6尺寸设计为Φ8mm和Φ6.5mm，数量各为1个，控制震荡器7的频率和振幅分别为3300HZ和45μm，液体石蜡9的液面距滴流孔距离为140mm，铸造包5内铜液的液位高度控制为80～100mm。当其它工艺和步骤与实施例1相同时，同时生产出了Φ21mm和Φ16mm的两种磷铜合金标准圆球。经检测，两种铜球产品圆度高，成分均匀，两种规格铜球产品的生产效率均超过100个/分钟。

最后应当说明的是，以上实施例仅用说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照具体实施例对本发明作了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (1)

1.一种电镀用阳极铜球的制造方法，包括以下步骤：

(1)熔化：将铜或铜合金熔化并精炼至成分合格，熔化温度为1083～1300℃之间；

(2)保温：将成分合格的上述铜或铜合金熔体保温至1100～1280℃之间；

(3)滴铸成型：将上述保温好的铜或铜合金熔体转移至预热好的滴铸系统上进行滴铸成型，通过所述滴铸系统上的孔型、震荡频率的合理控制，成型出不同规格的铜球；

(4)取出、清洗、烘干；

其特征在于：

所述电镀用阳极铜球的制造方法通过电镀用阳极铜球的制造装置实现，所述电镀用阳极铜球的制造装置由保温浇包系统、滴铸系统以及冷却系统三部分组成，并依次从上往下布置，且滴铸系统与冷却系统连接并与外界密封；其中，

保温浇包系统由保温浇包、塞棒、浇嘴组成，滴铸系统由铸造腔、铸造包、震荡器、滴流孔组成，冷却系统由冷却槽和冷却液组成；

所述的塞棒控制浇嘴的流量，并可完全将浇嘴密封；

滴铸系统的铸造包和滴流孔装在震荡器上发生规律性震荡，其中的滴流孔由与铜不发生润湿的无机材料制成；

冷却系统中充有惰性保护气体；

震荡器震荡频率为0.5－5KHZ，振幅为5－100μm，根据不同规格的产品选取；

滴流孔为圆形孔，孔径为1－20mm，依据不同产品规格来选取，

产品规格越大，则孔径越大，一个滴铸系统有一个滴流孔或多个滴流孔；

滴流孔与冷却液液面的距离为50－200mm，冷却液的深度大于300mm；

冷却系统中的惰性保护气体为氮气、氩气或其它惰性气体，保持气压大于标准大气压；

冷却系统中布置收料系统。