专利名称：一种铜电解精炼的阴极导电结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色金属冶炼和金属表面处理领域。
背景技术：
在传统的铜电解精炼过程中，阴极通常采用铜始极片，先浇铸电解铜制作始极片，或者以钛板为母板制作始极片，然后将始极片剥离下来加上挂耳作为阴极板。此种工艺方法需要完整独立的始极片制作工序及剥离加工设备，生产成本较高。因此，产生了可以省去始极片制作工序的不锈钢阴极技术及其导电结构设计，大大降低了电解铜的生产成本。
1979年，澳大利亚PERRY IAN JAMES发明了用不锈钢阴极板代替传统的铜始极片的方法，其专利号分别为GB2040311和GB2104549，同时配置了专用的阴极导电结构。该专利使用的阴极板为316L牌号的不锈钢，导电棒采用304不锈钢空心棒材。此种方法称为“ISA法”。“ISA法”导电棒与阴极板的连接结构如附图1所示。但该种连接结构存在以下缺点(1)采用矩形截面不锈钢管作为导电棒和承载梁，不锈钢异型材需要专门定做，导致原材料和加工成本上升，另外不锈钢的加工性能也不良；(2)不锈钢表面需要先预镀镍，再电镀铜导电层，工序较多，且镀层结合力也不够好；(3)不锈钢的导电性差，导致整个导电部位的电压降增大。
已知云南铜业集团公司提出的不锈钢阴极技术导电结构如附图2，该种连接结构存在的主要问题(1)电流首先通过导电排传给铜棒，铜棒传给外层钛板，最后传给不锈钢阴极板，因而这种连接结构存在明显的电压降。
(2)钛板与不锈钢的焊接性能差，加工成本上升。
本实用新型内容针对上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种铜电解精炼的阴极导电结构，它由实心碳钢棒和不锈钢阴极板组成，在作为承载梁的矩形实心碳钢棒上开出宽3mm，深2.5～3mm的槽，不锈钢板嵌入槽中并通过氩弧焊接成一体，在碳钢棒表面电镀有2～3mm的铜层作为导电层。
本实用新型的碳钢棒经过镀铜后，可消除导电排和不锈钢板之间的电压降。
上述作为承载梁的碳钢棒表面可以直接电镀沉积2～3mm的铜层后再在铜导电层外化学镀一层镍磷合金以增强抗腐蚀性能。
采用的碳钢棒成分按重量百分比为碳0.42～0.5，硅0.17～0.37，锰0.50～0.80，磷≤0.035，硫≤0.035，铬≤0.25，镍≤0.25。
图1是现有技术中ISA法电解采用的阴极导电结构示意图，图中1为镀铜导电层，2为空心不锈钢棒材，3为不锈钢阴极板，4为焊缝。
图2是现有技术云南铜业集团公司的阴极导电结构示意图，图中5铜棒，6是钛板，3为不锈钢阴极板，4为焊缝。
图3是本实用新型提出的阴极导电结构示意图，图中7为实心碳钢棒，1为镀铜导电层，3为不锈钢阴极板，4为焊缝。
本实用新型具有的优点及积极效果(1)作为承载梁的普通碳钢市面上常见，不需专门定做，且加工方便，又因为碳钢与不锈钢的焊接性能较好，所以原材料和加工成本明显降低；(2)碳钢表面可以直接镀铜作为导电层，不需镀镍打底，且结合力好，大大优于不锈钢的电镀性能，所镀铜导电层厚度能够达到阴极电流所要求的导电截面；(3)实心碳钢也起到一定的导电作用，增强了整个导电层的导电性；(4)铜导电层外再化学镀镍磷合金可增强导电结构的抗冲击和腐蚀性能。
权利要求1.一种铜电解精炼的阴极导电结构，由实心碳钢棒和不锈钢阴极板组成，其特征在于在作为承载梁的矩形实心碳钢棒上开出宽3mm，深2.5～3mm的槽，不锈钢板嵌入槽中并通过氩弧焊接成一体，在碳钢棒表面电镀有2～3mm的铜层作为导电层。
2.根据权利要求1所述的导电结构，其特征在于作为承载梁的碳钢棒表面直接电镀沉积2～3mm的铜导电层，再在铜层外化学镀一层镍磷合金层。
专利摘要一种铜电解精炼的阴极导电结构，采用矩形实心碳钢作为承载梁，在碳钢棒上铣出宽3mm，深2.5～3mm的槽，将不锈钢板嵌入槽中，氩弧焊接后在碳钢棒表面直接电镀电镀有2～3mm的铜导电层，再化学镀镍磷合金层，本实用新型用碳钢作承载梁，原材料和加工成本降低，与不锈钢的焊接性能也较好，碳钢表面镀铜作导电层，工艺简单，结合力好，实心碳钢起辅助的导电作用，碳钢外表面的铜层能够抗冲击和耐腐蚀。
文档编号C25C7/02GK2550382SQ02275670
公开日2003年5月14日 申请日期2002年7月8日 优先权日2002年7月8日
发明者郭忠诚, 薛方勤, 徐瑞东, 朱晓云, 龙晋明, 翟大成 申请人:昆明昆理工恒达表面技术开发有限责任公司