CN105862076A - 电解锌阴极导电梁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电解锌阴极导电梁。电解锌导电梁包括内体和外体，外体包覆在所述内体的壁上；所述外体为铝材层，内体材料为高强度金属材料；内体包括内体主体和定位柱，内体主体为柱状结构，定位柱等长，位于内体外层壁上，所述内体与内体上的定位柱为一体结构；在铝材制备的外体内包覆由高强度金属材料制备的内体，使得电解锌阴极导电梁的强度增大，避免了长期承受所连接的阴极板的下拉力而造成弯曲变形，不会使导电梁两端与导电块之间产生缝隙而导电不良；同时，内体可以制备成空心结构，可以在保持足够强度的同时节省材料；故本发明的电解锌阴极导电梁具有制备简单、强度大、不变形、节省成本、使用寿命长的特点。

Description

电解锌阴极导电梁及其制备方法

技术领域

本发明涉及电解领域，特别涉及电解锌阴极导电梁。

背景技术

目前，电解锌阴极导电梁主要功能为两个方面，一是导电功能，为极板提供直流电；二是承载功能，现在电解锌工艺全部往大极板方向发展，极板一大，整体重量越重，现在的铝导电梁工艺对其无法满足，使极板能够垂直安放在电解槽内。因此，为了实现这两种功能，就需要极板导电梁具有良好的导电性和足够的强度。

目前，阴阳极板导电横梁大部分为全铜、铜钢复合、铜钛复合、铜铅复合或者不锈钢电镀铜等材质，其中全铜材质的导电梁不仅价格昂贵，而且铜导电梁与极板的联接部位容易断裂，严重影响使用寿命，同时联接处电阻较高，增加了单位产品电耗；而采用复合工艺制作的导电横梁，主要存在复合层容易分离、存在明显界面等缺陷，不仅影响寿命，而且两种材质之间的接触电阻较大，增加了单位电解产品的电耗；采用电镀工艺制造的导电横梁虽然较好地解决了两种金属之间的接触问题，但是其生产成本较高，而且电镀工艺的污染较大，同时由于镀层较薄，其使用寿命也受到限制。

目前单纯采用铝材质的电解锌阴极导电梁，虽然导电性良好，但铝材质强度弱，长时间会造成导电梁受导电板下拉力作用变形，如图1所示，导电梁变形后，使得导电梁1和导电块3间出现缝隙，接触不良，导电性变差，电解效率变低，故使用寿命不长，需要增加导电梁强度。

以上，开发一种导电良好、不易变形的极板导电梁十分必要。

发明内容

本发明提供的电解锌阴极导电梁解决了现有技术中存在的问题，显著增加了强度，避免了长时间承力变形，使得使用寿命变长。

本发明电解锌阴极导电梁，包括内体和外体，外体包覆在内体的壁上；外体为铝材层，内体材料为金属材料；内体包括内体主体和定位柱，内体主体为柱状结构，定位柱位于内体主体外壁上，内体与内体上的定位柱为一体结构。

以上整体结构的结构设置达到了使电解锌阴极导电梁强度增加，可以承受电极板重量造成的的下拉力而不变形；且现有技术中存在若电解锌阴极导电梁变形，会使得导电梁两端与导电块触电接触不良，导电性变差，本发明的方案解决了这个问题，延长了使用寿命。

定位柱位于均匀的分布于内体主体壁上，长度一致，便于制备时使内体主体位于整个电解锌阴极导电梁的中央，使外层能均匀的包覆于内体上，利于受力均匀。

其中，内体主体可以为实心柱或空芯柱。

在一些实施例中，内体主体为实心柱，其可以为规则型的或不规则型的的柱状体，均匀的分布于外体内，使之可以均匀承力。

在一些实施例中，内体主体为空芯柱，其外层壁上设置有空隙结构，孔隙结构数为一个或多个，可以为圆形、方形、长条状、曲线状或其他不规则形状，孔隙穿透内体主体壁内外，内体主体外层壁上存在孔隙时，铝材层包覆于空芯柱内外。

内体为空心结构时比实心结构更节省材料，但空心结构相比实心结构在承受垂直方向的力的时候强度相同或强度更大；若空心结构内部同样注满铝材，相比只在外部包裹铝材的内体，内外部都注满铝材的内体强度会进一步增强。

其中，外体材料铝材为全铝或其他铝材，内体金属材料为铜、铁、钛和合金中的一种或几种。内体材料的金属材料熔点大于液态铝的温度，液态铝的温度为660～800℃，该温度的控制使得注入铝液成型时避免将内体的模型熔化。

本发明的电解锌阴极导电梁，其制备方法如下：

1)将制备内体的金属材料加热使之熔化为液态，注入特制的电解阴极导电梁的内体形状的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体及其定位柱一体成型，为内体；

2)将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中；

3)将熔化成液态的铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，注满，冷却，待液态铝凝结后使内体和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。

以上制备时，可以根据不同的内体结构进行细节上的改变。

制备的内体主体为空心结构且内体主体壁上有空隙时，步骤2中先对步骤1中成型的内体进行钻空隙，进而放入模具中；步骤3中将铝液注入，将模具中的内体内外全部注满，或者将内体外部全部注满内部注入部分铝液，再进行冷却，成型。

在一些实施例中，以上制备的内体主体为空心结构且内体主体壁上有空隙时，也可以直接在步骤1中应用特制的模具，该模具可以直接制备成带有孔隙的内体。

在一些实施例中，上述空心或实心的内体，还可以应用现有硬质管材，将外层包覆在硬质管材上。

以上制备方法，步骤简单易操作，安全可控性强，便于大规模成产。

与现有技术对比，本发明的优点在于：

在铝材制备的外体内包覆由高强度金属材料制备的内体，使得电解锌阴极导电梁的强度增大，避免了长期承受所连接的阴极板的下拉力而造成弯曲变形，不会使导电梁两端与导电块之间产生缝隙而导电不良；同时，内体可以制备成空心结构，可以在保持足够强度的同时节省材料。故，本发明的电解锌阴极导电梁具有制备简单、强度大、不变形、节省成本、使用寿命长的特点。

附图说明

图1是电解锌阴极导电梁和阴极板的连接整体示意图。

图2是图1中内体主体为实心柱的A-A剖面结构示意图。

图3是图1中内体主体为空芯柱封闭型的A-A剖面结构示意图。

图4是图1中内体主体为空芯柱带孔隙的的A-A剖面结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明进一步说明：

实施例1

如图2所示，本发明电解锌阴极导电梁1，包括外体4和内体，内体包括内体主体5和定位柱6，内体主体5和定位柱6为一体结构，内体主体位实心结构；制备步骤为：将铜加热熔化变为液态，将其注入提前制备好的特制的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体5及其定位柱6一体成型，为实心内体；将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中，放置其确保位于模具中央位置；将在660-800℃熔化的液态的全铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，注满，冷却，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。

实施例2

如图3所示，本发明本发明电解锌阴极导电梁1，包括外体4和内体，内体包括内体主体5和定位柱6，内体主体5和定位柱6为一体结构，内体主体为封闭式空心结构；制备步骤为：将铁加热熔化变为液态，将其注入提前制备好的特制的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体5及其定位柱6一体成型，为空心封闭内体；将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中，放置其确保位于模具中央位置；将在1000℃熔化的液态的全铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，注满，冷却，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。

实施例3

如图4所示，本发明本发明电解锌阴极导电梁1，包括外体4和内体，内体包括内体主体5和定位柱6，内体主体5和定位柱6为一体结构；制备步骤为：将铁加热熔化变为液态，将其注入提前制备好的特制的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体5及其定位柱6一体成型，然后进一步在内体主体的壁上钻透几个孔隙7，内体形成；将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中，放置其确保位于模具中央位置；将在1100℃熔化的液态的全铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，注满，冷却，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。实施例4

如图4所示，本发明本发明电解锌阴极导电梁1，包括外体4和内体，内体包括内体主体5和定位柱6，内体主体5和定位柱6为一体结构，内体主体为壁带孔隙的空心结构；制备步骤为：将铁加热熔化变为液态，将其注入提前制备好的特制的模具内，该模具为特制模具，为两部分拼合，注满，冷却，液态金属凝结后，见模具的两部分拆除，内体主体5及其定位柱6一体成型，为带孔隙7的空心内体；将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中，放置其确保位于模具中央位置；将在1100℃熔化的液态的全铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，注满内体的内外空间，冷却，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。

实施例5

如图3所示，本发明本发明电解锌阴极导电梁1，包括外体4和内体，内体包括内体主体5和定位柱6，内体主体5和定位柱6为一体结构，内体主体位空心结构；制备步骤为：将钢加热熔化变为液态，将其注入提前制备好的特制的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体5及其定位柱6一体成型，形成的内体为空心结构；将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中，放置其确保位于模具中央位置；将在1300℃熔化的液态的全铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，只注满内体的外部空间，冷却，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。

Claims (8)

1.电解锌阴极导电梁，其特征在于，包括内体和外体，所述外体包覆在所述内体的壁上；所述外体为铝材层，所述内体材料为金属材料，所述金属材料强度大于所述铝材层；所述内体包括内体主体和定位柱，所述内体主体为柱状结构，所述定位柱位于所述内体主体外壁上，所述内体与内体上的定位柱为一体结构。

2.根据权利要求1所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述内体主体为实心柱或空芯柱。

3.根据权利要求2所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述空芯柱为密封式结构。

4.根据权利要求2所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述空芯柱外层壁上设置有孔隙结构，所述孔隙结构数为一个或多个；所述铝材层包覆于空芯柱内外。

5.根据权利要求1所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述定位柱长度一致，均匀分布于内体主体壁上。

6.根据权利要求1所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述铝材为全铝，所述金属材料为铜、铁、钛和合金中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，所述金属材料熔点大于液态铝的温度，所述液态铝的温度为660～800℃。

8.根据权利要求1所述的电解锌阴极导电梁，其特征在于，该电解阴极导电梁通过下述步骤制备而成：

1)将制备内体的金属材料加热使之熔化为液态，注入特制的电解阴极导电梁的内体形状的模具内，注满，冷却，液态金属凝结后，内体主体及其定位柱一体成型；

2)将成型的内体伸入到电解阴极导电梁整体模具中；

3)将熔化成液态的铝注入到已放有内体的电解阴极导电梁整体模具中，待液态铝凝结后使内芯和注入的铝形成一体，即电解锌阴极导电梁。