CN117884842A - 一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属表面处理技术领域，具体公开了一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其工艺为先采用立式车床对强力旋压形成的大规格钛筒形件内表面进行粗车、半精车及精车车削加工，使加工后的整个内表面尺寸均匀一致，且符合镀银要求内径；再对该内表面进行多方向螺旋式打磨，使其内表面形成均匀的网格纹路；最后再通过去油、活化处理、流水冲洗、镀镍底液、流水冲洗、镀银等工序处理。本发明不仅确保了整个钛筒形件内表面尺寸均匀一致，而且通过打磨的网格纹路提高了镀银层与钛基体的结合力，从而解决了阴极辊用大规格钛筒形件装配面易粘连、导电性差、受力不均匀的问题，从而确保了生产高端铜箔的质量。

Description

一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法。

背景技术

目前全球生产铜箔主要采用电解法，而阴极辊是生产电解铜箔的核心设备。由于钛及钛合金具有熔点高、密度小、比强度高、耐腐蚀、易加工成型等优点，所以现有阴极辊已由之前的不锈钢辊表面镀铬改为钛筒形件，此外为了降低生产铜箔的成本，生产厂家会使用直径在1.5m以上的大规格阴极辊用钛筒形件进行生产。

其中，大规格钛筒形件一般由以下两种方式加工而成：一种是用钛板卷制焊接而成，另一种是强力旋压而成。由于第一种方式需要焊接，而焊接后焊缝表面处理难度非常大，当表面组织处理效果和母材组织结构不一致时，生产的铜箔在焊缝处会产生一道亮带，影响铜箔成品的质量，因此难以满足新型电子产品对高端电解铜箔(高强度极薄铜箔)的需求，而强力旋压方式形成的钛筒形件由于无缝，因此不存在上述问题，所以客户要求此类高端铜箔应当使用强力旋压制作的钛无缝筒形件进行生产作业，以保证铜箔的质量，这就对强力旋压形成钛筒形件性能提出更高的要求。

但是由于钛的活性高、导热性差、硬度较低、容易和其它零件的装配面产生粘连，且导电性和可焊性差。因此，需要对强力旋压成形的钛筒形件表面进行处理，以改善筒形件装配面易粘连、导电性差、受力不均匀等表面性能，以便为大规格钛筒形件制备高端铜箔提供支撑。

有鉴于此，特提出此发明。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，主要用于解决强力旋压形成的直径在1.5m以上、尤其是直径在3.8m以上阴极辊用超大规格钛筒形件装配面易粘连、导电性差、受力不均匀等表面缺陷问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

本发明提供一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，包括以下步骤：

S1、将强力旋压形成的钛筒形件安装在立式车床上并找正后，先将钛筒形件两端不平整部分切除；然后以切除后的一边为基准再次找正后，车削钛筒形件内表面至镀银要求内径尺寸；

S2、待车削完成后，在立式车床刀架上装配砂纸带轮，对车削后的钛筒形件内表面进行多方向螺旋式打磨，使钛筒形件内表面形成均匀的网格纹路；

S3、待打磨完成后，在立式车床平台上放置镀银工装，再将打磨后的钛筒形件放置在镀银工装上，对钛筒形件内表面进行去油、活化处理；

S4、待去油、活化处理后，先在钛筒形件内表面镀镍底液，流水冲洗后；然后镀银，流水冲洗并吹干后即得到内表面镀银的钛筒形件；最后将所述钛筒形件进行装配即可。

进一步地，所述S1中车削钛筒形件内表面时，分三次车削，具体第一次车削量为总加工余量的50％～60％，第二次车削量为总加工余量的30％～40％，第三次直接车削至镀银要求内径尺寸。

进一步地，所述S1中车削钛筒形件内表面时，第一次车削时的转速设定为8r/min～10r/min，第二次车削时的转速设定为11r/min～13r/min，第三次车削时的转速设定为14r/min～16r/min。

进一步地，所述S1中镀银要求内径尺寸比设计要求钛筒形件内径尺寸大0.2mm～0.5mm。

进一步地，所述S2中打磨钛筒形件内表面时，砂纸带轮安装30～50目的砂纸。

进一步地，所述S2中对钛筒形件内表面进行多方向螺旋式打磨的具体步骤如下：

S21、先在钛筒形件上端圆周依次标记设置1～6共计六个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度；

S21、然后从第1个起始点开始，由上向下对钛筒形件内表面打磨，接着再依次按3、5、2、4、6起始点的顺序进行打磨。

进一步地，所述S21中对钛筒形件内表面具体进行打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行；最终用于在筒形件内表面打磨出均匀的网格式纹路。

优选的，钛筒形件顺/逆时针方向转动一圈时，六个起始点刀架匀速移动的距离相同，以便在钛筒形件内表面形成相同大小的网格。

进一步地，所述S3中活化处理钛筒形件内表面时，采用氢氟酸、硝酸与水的混合溶液；

其中，其中，混合溶液中氢氟酸含量为1％～3％，硝酸含量为20％～35％，水含量为62％～79％，且采用的氢氟酸浓度为35％～45％，硝酸浓度为63％～73％。

进一步地，所述S4中对钛筒形件内表面进行镀银时，银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为170g/L～180g/L，硫代硫酸铵为290g/L～300g/L，稳定剂为140g/L～150g/L。

进一步地，所述S4中对钛筒形件内表面进行镀银时，温度设置为21℃～27℃，电压设置为3V～4V，且镀银后要求钛筒形件内表面的银层厚度为5.2μm～5.3μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的表面处理方法，其工艺是：先采用立式车床对强力旋压形成的大规格钛筒形件内表面进行多次车削加工，车削工序包括粗车、半精车及精车，且在每个车削工序中严格控制车销量、车削速度、进给量等参数，使经过车削加工后的整个钛筒形件内表面尺寸均匀一致；再通过在该立式车床的刀架上装配30～50目砂纸带轮，并调整控制刀架的移动速度和钛筒形件转速，来对钛筒形件内表面进行多方向螺旋式打磨，使其内表面形成均匀的网格纹路；最后再通过去油、活化处理、流水冲洗、镀镍底液、流水冲洗、镀银等工序，增强了整个钛筒形件内表面的导电性，同时对钛筒形件内表面装配间隙进行了二次补偿；此外镀层厚度较厚，且均匀一致，镀银层与钛基体的结合力良好，使筒形件整个表面性能稳定，无变形应力。通过以上对强力旋压形成的大规格钛筒形件内表面处理，不仅确保了整个钛筒形件内表面尺寸均匀一致，而且通过打磨的网格纹路提高了镀银层与钛基体的结合力，从而解决了阴极辊用大规格钛筒形件装配面易粘连、导电性差、受力不均匀的问题，进一步确保了生产铜箔的质量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明表面处理方法的流程图；

图2是本发明在立式车床车削时的结构示意图；

图3是本发明在立式车床上打磨时的结构示意图。

其中：1为刀架；2为刀具；3为钛筒形件；4为支撑块；5为砂纸带轮；6为打磨螺旋线路。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

请参见图1～3，本发明提供一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，具体包括以下步骤：

S1、将强力旋压形成的钛筒形件安装在立式车床上并找正后，先将钛筒形件两端不平整部分切除；然后以切除后的一边为基准再次找正后，车削钛筒形件内表面至镀银要求内径尺寸。

具体的，如图2所示，车削加工时，通过多个均匀分布的支撑块4将强力旋压形成的钛筒形件3竖直设置，并在立式车床的刀架1上安装相应的刀具2，用于对钛筒形件3两端以及内表面进行加工。

其中，车削钛筒形件内表面时，分三次车削，具体第一次车削量为总加工余量的50％～60％，第二次车削量为总加工余量的30％～40％，第三次直接车削至镀银要求内径尺寸，且该镀银要求内径尺寸比设计要求钛筒形件内径尺寸大0.2mm～0.5mm。此外，车削钛筒形件内表面时，第一次车削时的转速设定为8r/min～10r/min，第二次车削时的转速设定为11r/min～13r/min，第三次车削时的转速设定为14r/min～16r/min，同时根据实际情况控制每次车削的进给量。

S2、待车削完成后，在立式车床刀架上装配砂纸带轮，对车削后的钛筒形件内表面进行多方向螺旋式打磨，使钛筒形件内表面形成均匀的网格纹路。

具体的，如图3所示，打磨时，将刀具2改换为砂纸带轮5，砂纸带轮5安装30～50目的砂纸。

网格式打磨钛筒形件内表面的具体步骤如下：

S21、先在钛筒形件上端圆周依次标记设置1～6共计六个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度；

S21、然后从第1个起始点开始，由上向下对钛筒形件内表面打磨，接着再依次按3、5、2、4、6起始点的顺序进行打磨。

也就是说，打磨时从第1个起始点开始，由上向下对钛筒形件内表面打磨第一遍，打磨时根据钛筒形件规格大小，车加工完后的内表面状态，选择合适的打磨转速、进给量及刀架纵向移动速度使其在钛筒形件内表面形成打磨螺旋线路6，接着再从第2个起始点开始，重复上面的步骤打磨第二遍，依次类推，总计打磨六遍，最终形成均匀的网格纹路。

具体的，对钛筒形件内表面进行打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行。优选的，钛筒形件顺/逆时针方向转动一圈时，六个起始点刀架匀速移动的距离相同，以便在钛筒形件内表面形成相同大小的网格。

S3、待打磨完成后，在立式车床平台上放置镀银工装，再将打磨后的钛筒形件放置在镀银工装上，对钛筒形件内表面进行去油、活化处理。

具体的，活化处理钛筒形件内表面时，采用氢氟酸、硝酸与水的混合溶液；其中，混合溶液中氢氟酸含量为1％～3％，硝酸含量为20％～35％，水含量为62％～79％，且采用的氢氟酸浓度为35％～45％，硝酸浓度为63％～73％。

S4、待去油、活化处理后，先在钛筒形件内表面镀镍底液，流水冲洗后；然后镀银，流水冲洗并吹干后即得到内表面镀银的钛筒形件；最后将所述钛筒形件进行装配即可。

具体的，银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为170g/L～180g/L，硫代硫酸铵为290g/L～300g/L，稳定剂为140g/L～150g/L。对钛筒形件内表面进行镀银时，温度设置为21℃～27℃，电压设置为3V～4V，且镀银后要求钛筒形件内表面的银层厚度为5.2μm～5.3μm。

此外，还在钛筒形件上端圆周点焊试板，试板为圆弧状，该圆弧尺寸和钛筒形件内弧尺寸相同，试板规格可根据钛筒形件规格大小进行调整，试板随产品一起镀银，以验证本发明表面处理方法的效果。

为了进一步验证本发明的功效，发明人进行了如下试验：

实施例1(待处理钛筒形件规格为外径2725mm，内径2695mm，高度1800mm)

本实施例对钛筒形件表面处理的步骤如下：

1)将强旋压形成的2.7m钛筒形件放置于立式车床工作平台上，该钛筒形件的规格为外径2725mm，内径2695mm，高度1800mm，未镀银设计要求钛筒形件内径尺寸为2707mm；镀银试板尺寸为100mm×550mm；

2)找正，先切除上下端头，具体上下端头不平整边各切除掉宽150mm；然后对钛筒形件再次找正，车削其内表面第一次车削3.6mm，第二次车削1.8mm，第三次车削0.8mm，即以半径计算车销量为6.2mm，此时内径减少了12.4mm，第一次车削时的转速设定为9r/min，第二次车削时的转速设定为11r/min，第三次车削时的转速设定为15r/min；

3)在筒形件上端圆周依次标记1～6共计四个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度，从第1个起始点开始，从上端到下端，按设置的速度，用40目砂纸带轮，对试板和钛筒形件一起打磨。打磨时，砂纸带轮头纵向移，钛筒形件旋转运动；接着再从第2个起始点开始，重复上面的步骤打磨第二遍，依次类推，总计打磨6遍，使筒形件内表面打磨出均匀的网格式纹路；

具体打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动70mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动70mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行；

5)将钛筒形件内表面和镀银试板一起去油、流水冲洗、活化处理、流水冲洗、镀镍底液、流水冲洗、镀银、流水冲洗；

其中，活化处理时，采用浓度为40％氢氟酸、68％硝酸与水配合成混合溶液，且混合溶液中氢氟酸含量为2％，硝酸含量为29％，水含量为69％；

银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为175g/L，硫代硫酸铵为295g/L，稳定剂为146g/L；

镀银时，温度设置为21℃，电压设置为4V，镀银结束后测得银层厚度为5.3μm，且镀银层均匀一致；

6)将镀银试板未镀银面放置于卷板机上压辊下，对镀银试板进行30°折弯，检查镀银面无起皮、发黑、掉落等缺陷，证明钛基体和镀银层结合力良好。

实施例2(待处理钛筒形件规格为外径3030mm，内径2996mm，高度1750mm)

本实施例对钛筒形件表面处理的步骤如下：

1)将强旋压形成的3.0m钛筒形件放置于立式车床工作平台上，该钛筒形件的规格为外径3030mm，内径2996mm，高度1750mm，未镀银设计要求钛筒形件内径尺寸为3004mm；镀银试板尺寸为100mm×720mm；

2)找正，先切除上下端头，具体上下端头不平整边各切除掉宽150mm；然后对钛筒形件再次找正，车削其内表面第一次车削2.4mm，第二次车削1.2mm，第三次车削0.6mm，第一次车削时的转速设定为8r/min，第二次车削时的转速设定为12r/min，第三次车削时的转速设定为14r/min；

3)在筒形件上端圆周依次标记1～6共计六个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度，从第1个起始点开始，从上端到下端，按设置的速度，用30目砂纸带轮，对试板和钛筒形件一起打磨。打磨时，砂纸带轮头纵向移，钛筒形件旋转运动；接着再从第2个起始点开始，重复上面的步骤打磨第二遍，依次类推，总计打磨6遍，使筒形件内表面打磨出均匀的网格式纹路；

具体打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动85mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动85mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行；

5)将钛筒形件内表面和镀银试板一起去油、流水冲洗、活化处理、流水冲洗、镀镍底液、流水冲洗、镀银、流水冲洗；

其中，活化处理时，采用浓度为45％氢氟酸、63％硝酸与水配合成混合溶液，且混合溶液中氢氟酸含量为1％，硝酸含量为35％，水含量为64％；

银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为170g/L，硫代硫酸铵为300g/L，稳定剂为140g/L；

镀银时，温度设置为27℃，电压设置为3V，镀银结束后测得银层厚度为5.28μm，且镀银层均匀一致；

6)将镀银试板未镀银面放置于卷板机上压辊下，对镀银试板进行30°折弯，检查镀银面无起皮、发黑、掉落等缺陷，证明钛基体和镀银层结合力良好。

实施例3(待处理钛筒形件规格为外径3506mm，内径3474mm，高度1750mm)

本实施例对钛筒形件表面处理的步骤如下：

1)将强旋压形成的3.5m钛筒形件放置于立式车床工作平台上，该钛筒形件的规格为外径3506mm，内径3474mm，高度1750mm，未镀银设计要求钛筒形件内径尺寸为3481mm；镀银试板尺寸为100mm×550mm；

2)找正，先切除上下端头，具体上下端头不平整边各切除掉宽150mm；然后对钛筒形件再次找正，车削其内表面第一次车削2mm，第二次车削1.4mm，第三次车削0.5mm，第一次车削时的转速设定为10r/min，第二次车削时的转速设定为13r/min，第三次车削时的转速设定为16r/min；

3)在筒形件上端圆周依次标记1～6共计六个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度，从第1个起始点开始，从上端到下端，按设置的速度，用50目砂纸带轮，对试板和钛筒形件一起打磨。打磨时，砂纸带轮头纵向移，钛筒形件旋转运动；接着再从第2个起始点开始，重复上面的步骤打磨第二遍，依次类推，总计打磨六遍，使筒形件内表面打磨出均匀的网格式纹路；

具体打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动100mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动100mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行；

5)将钛筒形件内表面和镀银试板一起去油、流水冲洗、活化处理、流水冲洗、镀镍底液、流水冲洗、镀银、流水冲洗；

其中，活化处理时，采用浓度为35％氢氟酸、73％硝酸与水配合成混合溶液，且混合溶液中氢氟酸含量为3％，硝酸含量为20％，水含量为77％；

银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为180g/L，硫代硫酸铵为290g/L，稳定剂为150g/L；

镀银时，温度设置为25℃，电压设置为3.5V，镀银结束后测得银层厚度为5.2μm，且镀银层均匀一致；

6)将镀银试板未镀银面放置于卷板机上压辊下，对镀银试板进行30°折弯，检查镀银面无起皮、发黑、掉落等缺陷，证明钛基体和镀银层结合力良好。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将强力旋压形成的钛筒形件安装在立式车床上并找正后，先将钛筒形件两端不平整部分切除；然后以切除后的一边为基准再次找正后，车削钛筒形件内表面至镀银要求内径尺寸；

S2、待车削完成后，在立式车床刀架上装配砂纸带轮，对车削后的钛筒形件内表面进行多方向螺旋式打磨，使钛筒形件内表面形成均匀的网格纹路；

S3、待打磨完成后，在立式车床平台上放置镀银工装，再将打磨后的钛筒形件放置在镀银工装上，对钛筒形件内表面进行去油、活化处理；

S4、待去油、活化处理后，先在钛筒形件内表面镀镍底液，流水冲洗后；然后镀银，流水冲洗并吹干后即得到内表面镀银的钛筒形件；最后将所述钛筒形件进行装配即可。

2.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S1中车削钛筒形件内表面时，分三次车削，具体第一次车削量为总加工余量的50％～60％，第二次车削量为总加工余量的30％～40％，第三次直接车削至镀银要求内径尺寸。

3.根据权利要求2所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S1中车削钛筒形件内表面时，第一次车削时的转速设定为8r/min～10r/min，第二次车削时的转速设定为11r/min～13r/min，第三次车削时的转速设定为14r/min～16r/min。

4.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S1中镀银要求内径尺寸比未镀银设计要求钛筒形件内径尺寸大0.2mm～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S2中网格式打磨钛筒形件内表面时，砂纸带轮安装30～50目的砂纸。

6.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S2中网格式打磨钛筒形件内表面的具体步骤如下：

S21、先在钛筒形件上端圆周依次标记设置1～6共计六个起始点，且任意相邻两个起始点之间的夹角为60度；

S21、然后从第1个起始点开始，由上向下对钛筒形件内表面打磨，接着再依次按3、5、2、4、6起始点的顺序进行打磨。

7.根据权利要求6所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S21中对钛筒形件内表面具体进行打磨时，1、3、5起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以顺时针方向转动一圈的方式进行；2、4、6起始点以刀架匀速移动70mm～100mm，钛筒形件以逆时针方向转动一圈的方式进行；最终用于在筒形件内表面打磨出均匀的网格式纹路。

8.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S3中活化处理钛筒形件内表面时，采用氢氟酸、硝酸与水的混合溶液；

其中，混合溶液中氢氟酸含量为1％～3％，硝酸含量为20％～35％，水含量为62％～79％，且采用的氢氟酸浓度为35％～45％，硝酸浓度为63％～73％。

9.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S4中对钛筒形件内表面进行镀银时，银液采用无氰配方，其主要成分为硝酸银、硫代硫酸铵以及稳定剂，具体的硝酸银为170g/L～180g/L，硫代硫酸铵为290g/L～300g/L，稳定剂为140g/L～150g/L。

10.根据权利要求1所述的针对强力旋压形成大规格钛筒形件的表面处理方法，其特征在于，所述S4中对钛筒形件内表面进行镀银时，温度设置为21℃～27℃，电压设置为3V～4V，且镀银后要求钛筒形件内表面的银层厚度为5.2μm～5.3μm。