专利名称：一种制备生产镍扣阴极板的方法
技术领域：
本发明属于金属陶瓷焊接领域，涉及一种制备生产镍扣阴极板的方法，更具体地涉及一种利用燃烧合成技术将不锈钢与陶瓷进行焊接的技术。
背景技术：
目前，电解镍扣作为一种重要的电镀工业原料，主要用做电镀，电铸镍的阳极材料。与普通电解镍板相比，因其利用率高，活性好，电镀过程中电压较低，节省了电能，在电镀工业中具有很广的应用前景。在电解镍扣生产过程中，电解镍扣极板的使用性能占据极其重要的位置。在电解镍扣实际生产过程中，由于电解镍扣极板结构欠佳，导致电解镍扣废品率高，生产效率低，生产成本较高，最终导致电解镍扣缺乏市场竞争力。中国专利101403124A提供了一种用于生产镍扣的阴极板及其制备方法，该方法为选择不锈钢板或钛板为阴极板基板，在该基板上用粘结剂粘附一层橡胶绝缘膜层，该绝缘膜层为其上开有呈品字形均匀分布圆孔的多孔绝缘橡胶膜层，镍扣在绝缘膜层中品字形圆孔处生长。经过一个镍扣生长周期后，将阴极板上生成的镍扣剥离，阴极板上的橡胶薄膜撕下，阴极板经过清洗和基层处理后，可重复使用，进入下一个生产周期。该镍扣极板制作工艺简单，操作方便，但是由于绝缘膜层中圆孔是凹进去的，造成镍扣剥离困难，并且橡胶薄膜需粘帖牢固，造成换膜困难，最终导致劳动强度增大，生产成本增加。中国专利1958860A提供了一种永久镍扣阴极板的制作方法，该技术方案为在阴极板底板上连接有导电棒，该底板表面设有一组向外凸起的凸柱，各凸柱周边填充有绝缘材料层，各凸柱的外平面露出，即绝缘材料层包住各凸柱，使底板以及各凸柱的边缘与外部隔绝，镍扣形成在凸柱的外表面，便于脱落，而且由于没有采用贴绝缘薄膜的方式，无须更换绝缘薄膜，减小劳动强度，降低生产成本。但是该电解镍扣极板随着使用时间增长，凸柱与周边绝缘层会出现裂缝，镍扣在生长过程中将凸柱逐渐包裹，造成镍扣难于剥离及形成不规则，导致镍扣生产效率低·，废品率高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种操作简单，生产率高，性能好，能够实现大规模工业生产的电解镍扣阴极板的制备方法。本发明通过下列技术方案实现:一种制备生产镍扣阴极板的方法，经过下列步骤:
将不锈钢棒放入陶瓷管中，同时将石墨管置于陶瓷管之上套住从陶瓷管露出的不锈钢棒，将反应物料装入不锈钢棒与陶瓷管和石墨管的间隙中，再进行加热至850 900°C并保温8 lOmin，然后随炉冷却，当到达氧化还原反应温度时，发生反应
Fe2O3 + 2A1 = Al2O3 +2Fe + 836KJ ,反应放出的热量将反应物粉末全部融化，在保温过程
中，被还原出来的铁、镍、铬、钛由于比重大沉于底部，密度较轻的氧化铝漂浮于上部，同时熔池中钛与陶瓷管内表面形成微冶金结合，待随炉冷至室温后不锈钢棒与陶瓷管间隙底部形成了具有耐蚀性能的焊缝，最后移去石墨管，除去高于陶瓷管上端面的反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板中，并在电解极板表面喷涂绝缘材料，使选择性导电柱中部不锈钢棒与电解极板实现导通，即得到用于生产镍扣的阴极板。所述反应物料是按铝粉、氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化钛的质量比为28:60:8.5:4:4.5进行混合配制而成，且铁粉的加入量为反应物料总重量的25 30%。所述反应物料混合均匀后在80 100°C下干燥Ih。本发明中自蔓延反应放出的热量使不锈钢和陶瓷管的待焊界面融化，增加原子间扩散，实现焊接的目的。同时反应中还原出来的镍、钛为活性元素，其与陶瓷管表面氧化铝发生反应，形成冶金结合，增加了焊接强度。本发明有益的效果是:本发明所得阴极板在镍扣的一个生产周期结束后，取下镍扣成品可直接进入下一个生产周期继续使用，无须对阴极板进行修复处理，减小劳动强度，提高生产效率，延长极板寿命。镍扣只能形成在不锈钢和焊缝端面，不会越过外层陶瓷层生长，镍扣外形圆整，便于脱扣，提高镍扣良品率。
图1为本发明制备生产镍扣阴极板的工艺示意 图2为本发明所得阴极板的截面 图中，1-反应物料、2-不锈钢棒、3-电阻炉、4-石墨管、5-陶瓷管、6-绝缘材料、7-电解极板、8-耐蚀焊缝。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。实施例1
如图1和2,将直径10mm、长12mm的不锈钢棒2放入内径16mm、壁厚5mm、长5mm的陶瓷管5中，同时将石墨管4置于陶瓷管5之上套住从陶瓷管5露出的不锈钢棒2，按铝粉、氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化钛的质量比为28:60:8.5:4:4.5进行混合并在80°C下干燥Ih配制成反应物料，且铁粉的加入量为反应物料总重量的27%,再将反应物料I装入不锈钢棒2与陶瓷管5和石墨管4的间隙中，再在电阻炉3中进行加热至870°C并保温8min，然后随炉冷却，当到达氧化还原反应温度时,发生反应Fe2O3 + 2A1 = Al2O3+2Fe + 836KJ ,反应放
出的热量将反应物粉末全部融化，在保温过程中，被还原出来的铁、镍、铬、钛由于比重大沉于底部，密度较轻的氧化铝漂浮于上部，同时熔池中钛与陶瓷管内表面形成微冶金结合，待随炉冷至室温后不锈钢棒与陶瓷管间隙底部形成了具有耐蚀性能的焊缝，即耐蚀焊缝8，最后移去石墨管4，除去高于陶瓷管5上端面的反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板7中，并在电解极板7表面喷涂绝缘材料6，使选择性导电柱中部不锈钢棒与电解极板实现导通，即得到用于生产镍扣的阴极板。实施例2
将直径10mm、长12mm的不锈钢棒放入内径16mm、壁厚5mm、长5mm的陶瓷管中，同时将石墨管置于陶瓷管之上套住从陶瓷管露出的不锈钢棒，按铝粉、氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化钛的质量比为28:60:8.5:4:4.5进行混合并在90°C下干燥Ih配制成反应物料，且铁粉的加入量为反应物料总重量的25%，再将反应物料装入不锈钢棒与陶瓷管和石墨管的间隙中，再进行加热至900°C并保温lOmin，然后随炉冷却，当到达氧化还原反应温度时，发生反应Fe2O3 + 2Al = Al2O3 +2Fe +836B*J ,反应放出的热量将反应物粉末全部融化，在保温过程
中，被还原出来的铁、镍、铬、钛由于比重大沉于底部，密度较轻的氧化铝漂浮于上部，同时熔池中钛与陶瓷管内表面形成微冶金结合，待随炉冷至室温后不锈钢棒与陶瓷管间隙底部形成了具有耐蚀性能的焊缝，最后移去石墨管，除去高于陶瓷管上端面的反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板中，并在电解极板表面喷涂绝缘材料，使选择性导电柱中部不锈钢棒与电解极板实现导通，即得到用于生产镍扣的阴极板。实施例3
将不锈钢棒放入陶瓷管中，同时将石墨管置于陶瓷管之上套住从陶瓷管露出的不锈钢棒，按铝粉、氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化钛的质量比为28:60:8.5:4:4.5进行混合并在100°C下干燥Ih配制成反应物料,且铁粉的加入量为反应物料总重量的30%,再将反应物料装入不锈钢棒与陶瓷管和石墨管的间隙中，再进行加热至850°C并保温9min，然后随炉冷却，当到达氧化还原反应温度时，发生反应Fe203+2Al = Al2O3+2Fe + 836KJ，反应放出的
热量将反应物粉末全部融化，在保温过程中，被还原出来的铁、镍、铬、钛由于比重大沉于底部，密度较轻的氧化铝漂浮于上部，同时熔池中钛与陶瓷管内表面形成微冶金结合，待随炉冷至室温后不锈钢棒与陶瓷管间隙底部形成了具有耐蚀性能的焊缝，最后移去石墨管，除去高于陶瓷管上端面的 反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板中，并在电解极板表面喷涂绝缘材料，使选择性导电柱中部不锈钢棒与电解极板实现导通，即得到用于生产镍扣的阴极板。
权利要求
1.一种制备生产镍扣阴极板的方法，其特征在于经过下列步骤: 将不锈钢棒放入陶瓷管中，同时将石墨管置于陶瓷管之上套住从陶瓷管露出的不锈钢棒，将反应物料装入不锈钢棒与陶瓷管和石墨管的间隙中，再进行加热至850 900°C并保温8 lOmin，然后随炉冷却，最后移去石墨管，除去高于陶瓷管上端面的反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板中，并在电解极板表面喷涂绝缘材料，即得到用于生产镍扣的阴极板。
2.根据权利要求1所述的制备生产镍扣阴极板的方法，其特征在于:所述反应物料是按招粉、氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化钛的质量比为28:60:8.5:4:4.5进行混合配制而成，且铁粉的加入量为反应物料总重量的25 30%。
3.根据权利要求2所述的制备生产镍扣阴极板的方法，其特征在于:所述反应物料混合均匀后在80 100°C下干燥Ih。
全文摘要
本发明提供一种制备生产镍扣阴极板的方法，属于金属陶瓷焊接领域。将不锈钢棒放入陶瓷管中，同时将石墨管置于陶瓷管之上套住从陶瓷管露出的不锈钢棒，将反应物料装入不锈钢棒与陶瓷管和石墨管的间隙中，再进行加热至850～900℃并保温8～10min，然后随炉冷却，最后移去石墨管，除去高于陶瓷管上端面的反应生成物，得到选择性导电柱，将其镶入电解极板中，并在电解极板表面喷涂绝缘材料，即得到用于生产镍扣的阴极板。本发明减小劳动强度，提高生产效率，延长极板寿命。镍扣只能形成在不锈钢和焊缝端面，不会越过外层陶瓷层生长，镍扣外形圆整，便于脱扣，提高镍扣良品率。
文档编号C25C7/02GK103233247SQ20131012081
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者周荣锋, 白玉鑫, 靳志力, 蒋业华, 周荣 申请人:昆明理工大学