論生箔機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

沈趕上

摘 要：針對(duì)當(dāng)前銅箔行業(yè)的發(fā)展實(shí)際情況，從自身的電解銅箔生產(chǎn)以及管理工作經(jīng)驗(yàn)出多，分析了生箔機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)中陰極輥、陽(yáng)極槽等內(nèi)容，希望對(duì)于全方位提升生箔機(jī)設(shè)計(jì)水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：生箔機(jī);電解銅箔;陰極輥;陽(yáng)極槽

1 概述

在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，銅箔行業(yè)則是信息產(chǎn)品中不可或缺的重要原材料，其對(duì)于銅箔制作質(zhì)量以及物理、化學(xué)指標(biāo)都有著更高的要求。在進(jìn)行銅箔生產(chǎn)的過(guò)程中，電解生箔機(jī)則是銅箔重要的設(shè)備之一，這里結(jié)合當(dāng)前的銅箔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況，重點(diǎn)探討了設(shè)計(jì)到生箔機(jī)方面的關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展重點(diǎn)內(nèi)容希望對(duì)于今后推動(dòng)我國(guó)的生箔機(jī)發(fā)展有所幫助。

2 生箔機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 陰極輥的關(guān)鍵技術(shù)

（1）陰極輥鈦筒表面質(zhì)量

對(duì)于陰極輥的表面質(zhì)量進(jìn)行分析，主要保證其具有一定的光潔度的要求，能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下的公差要求。在進(jìn)行生成電解銅箔環(huán)節(jié)中，主要是體現(xiàn)出銅離子在鈦筒表面的結(jié)晶結(jié)果中的延續(xù)以及沉積環(huán)節(jié)。其中，為了滿足高質(zhì)量的銅箔生產(chǎn)要求，則應(yīng)明確保障實(shí)現(xiàn)滿足幾何形狀規(guī)則、細(xì)小、表面光潔度高的要求。

為了保障生產(chǎn)高檔電解銅箔，則應(yīng)滿足至少能夠?qū)崿F(xiàn)陰極輥鈦筒晶粒 ASTM8級(jí)的要求。同時(shí)，若對(duì)于較小的晶粒度級(jí)別來(lái)說(shuō)，則應(yīng)意味著更高的加工方式。其中，在進(jìn)行細(xì)化晶粒作用的角度來(lái)看，旋壓鈦筒具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)較為均勻的表面性能，并能有效解決傳統(tǒng)由于存在著焊縫組織與母材晶粒度相應(yīng)差別而造成的“光亮帶”問(wèn)題。

（2）陰極輥導(dǎo)電性能

對(duì)于陰極輥來(lái)說(shuō)，則是利用導(dǎo)電方式來(lái)進(jìn)行電解銅箔的生產(chǎn)，相應(yīng)的導(dǎo)電性能則直接影響到銅箔生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)量。在此過(guò)程中，應(yīng)保障足夠電流流經(jīng)陰極輥表面鈦筒，符合相關(guān)的電流密度的情況;另外，能有效實(shí)現(xiàn)在鈦筒表面盡量實(shí)現(xiàn)電流的均勻化分布，滿足銅離子的均勻化電積情況。如果不注意這方面的問(wèn)題，則容易出現(xiàn)輥體表面局部過(guò)熱而導(dǎo)致輥面“燒蝕”問(wèn)題。

從這個(gè)角度來(lái)看，我們應(yīng)該重視陰極輥輥體導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)，能夠保障滿足實(shí)現(xiàn)良好的工作電流密度分布的要求。這樣則應(yīng)優(yōu)選合適的導(dǎo)電材料，一般則是選擇銅材料的介質(zhì)。在比較小的電阻率的情況下，這樣就會(huì)存在著較小的電流降低的梯度，能夠?qū)崿F(xiàn)距進(jìn)電點(diǎn)相同部位的高電流的分布情況。所以，這樣就能保障滿足相應(yīng)的分布均勻的電流密度情況，保障實(shí)現(xiàn)均勻化的生箔厚度。另外，將相關(guān)的輔助導(dǎo)電點(diǎn)增加設(shè)置，也能實(shí)現(xiàn)電流分布均勻化的要求。

（3）陰極輥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛性

針對(duì)陰極輥結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，則應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求來(lái)保障其具有足夠的剛性要求，這樣以保障陰極輥的圓柱度在工作中并沒(méi)有存在著相關(guān)變化，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化的銅箔生產(chǎn)要求，這樣就能大大提升相應(yīng)的生產(chǎn)質(zhì)量。

（4）陰極輥的靜平衡與密封技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)陰極輥穩(wěn)定運(yùn)行的要求，一定要充分考慮到陰極輥的靜平衡問(wèn)題，這樣才能有效避免出現(xiàn)系統(tǒng)中的擺動(dòng)、偏轉(zhuǎn)等問(wèn)題，符合銅箔生產(chǎn)均勻性的要求，以保障更加均勻化、均衡性的電機(jī)驅(qū)動(dòng)陰極輥狀態(tài)，這樣還能有效提升電機(jī)的壽命。另外，能更好地符合較為惡劣的工況條件，保證滿足陰極輥的密封要求。

2.2 陽(yáng)極槽的關(guān)鍵技術(shù)

（1）陽(yáng)極槽的剛性

對(duì)于陽(yáng)極槽的剛性進(jìn)行分析，主要就是探討鋼架的剛性問(wèn)題，直接影響到生箔的穩(wěn)定性的問(wèn)題。為了保障高溫條件下避免出現(xiàn)變形問(wèn)題，有效實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和鋼架連接的陽(yáng)極、陽(yáng)極母板以及塑料板的穩(wěn)定性要求，這些都是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

（2）陽(yáng)極槽的加工工藝性

對(duì)于陽(yáng)極槽的加工工藝進(jìn)行分析，主要受到陽(yáng)極槽的變形大小、加工精度、加工成本等方面的影響，所以，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)來(lái)進(jìn)行合理優(yōu)化工藝，避免出現(xiàn)陽(yáng)極槽的變形問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，整體式陽(yáng)極或拆分式陽(yáng)極基板都應(yīng)該充分重視加工精度方面的要求，并能控制好極距問(wèn)題。如果局部極距太大的情況，這樣則會(huì)大大提升電流跨越電解液阻力的損耗，造成電能消耗很大程度的提升。同樣，如果局部極距過(guò)小，則會(huì)造成局部電流密度有所降低，這樣往往銅箔均勻性則會(huì)有效變差。

（3）陽(yáng)極槽密封技術(shù)

考慮到陽(yáng)極槽體的工況環(huán)境條件，其具有高電流、強(qiáng)酸性、強(qiáng)腐蝕性，高溫等環(huán)境，造成對(duì)于不同材料有著很大的變化，容易造成相應(yīng)的焊縫存在著裂縫而造成滲漏問(wèn)題，這樣則不利于銅箔的正常運(yùn)行。其中，生箔機(jī)的核心技術(shù)則是密封性的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際優(yōu)選相關(guān)的密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)有效的工藝措施以及焊接處理，保障在較為惡劣的環(huán)境下不出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，這樣才能保障生箔機(jī)的應(yīng)用性能。

（4）電解生箔機(jī)屏蔽技術(shù)

針對(duì)電解生箔機(jī)屏蔽技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要涉及到陰極輥端面屏蔽以及陰極輥尖點(diǎn)放電屏蔽。針對(duì)陰極輥尖點(diǎn)放電來(lái)說(shuō)，則是通過(guò)鈦筒端面上兩個(gè)外圓尖點(diǎn)部位進(jìn)行非工作狀態(tài)的放電情況，這樣則會(huì)造成以下兩種問(wèn)題：一是，造成輥面上邊緣部位存在著偏厚的銅箔的情況;二是，鈦筒端面則是進(jìn)行生成了銅箔，在進(jìn)行收卷環(huán)節(jié)中的銅箔撕裂情況，如果較為嚴(yán)重，則會(huì)造成掉落的銅刺影響下出現(xiàn)電擊鈦輥的情況。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，則是將相應(yīng)的柔性絕緣材料設(shè)置在輥沿部位，實(shí)現(xiàn)邊緣電場(chǎng)的隔絕。對(duì)于陰極輥端面屏蔽來(lái)說(shuō)，則是結(jié)合電解液部分分離的情況下，考慮到邊緣效應(yīng)的影響而出現(xiàn)非工作狀態(tài)放電屏蔽問(wèn)題。在電化學(xué)理論的影響下，可以將相應(yīng)的輔助陰極加入到陰極輥端面非工作狀態(tài)放電區(qū)域，這樣就能利用反向電場(chǎng)的作用，其中，陰極輥端則是可以視為“陽(yáng)極”，避免出現(xiàn)生箔現(xiàn)場(chǎng)。

（5） 電解生箔機(jī)內(nèi)部絕緣技術(shù)

通過(guò)有效實(shí)現(xiàn)陰極電流、陽(yáng)極電流以及與大地相互的有效隔離，能有效實(shí)現(xiàn)內(nèi)部絕緣的要求，以保障銅箔生產(chǎn)的生產(chǎn)運(yùn)行，這樣能有效避免出現(xiàn)銅箔生產(chǎn)中存在著“電燒毀”設(shè)備的隱患。具體來(lái)說(shuō)，則是在機(jī)械結(jié)構(gòu)非關(guān)鍵安裝點(diǎn)來(lái)設(shè)置絕緣隔斷，能保障滿足隔斷要求，以及設(shè)備的使用精度。大部分則是采用絕緣耐腐蝕的材料和套筒，一般則是選擇多重絕緣方式。

5 總結(jié)及建議

綜上所述，結(jié)合電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電解銅箔市場(chǎng)必將有著廣泛的應(yīng)用空間。從當(dāng)前的銅箔生產(chǎn)中生箔機(jī)的發(fā)展來(lái)看，我們一定要重視新材料、新工藝、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，從而不斷提升生箔機(jī)的質(zhì)量和品質(zhì)，這樣才能滿足快速增長(zhǎng)的電解銅箔行業(yè)的發(fā)展。

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