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                生箔机阳极槽密封方案的设计优化


                摘 要 

                生箔机阳极槽是生产电解铜箔的主要设备,本文讲述了阳极槽的密封结构设计的优化,解决了阳极槽渗漏CuSO4电解︻液的问题,为高质量铜箔的生产提供技术保证。


                铜箔是电子工业的基础材料,也是制作印制电 路板(PCB)、覆铜板(CCL)和锂电池的主要原材料。随着电子信息产品趋于高性能化,电路板的多层化及密集化的发展,铜箔不但要求厚度越来越薄,而且物理和化学指标都有了更高要求,特别是高品质电解铜箔,在电子信息产业发展中占有举足轻重的地位。铜箔品质的提高主要依赖于工艺技术和与之相配套的▲设备技术的进步。众所周知,铜箔设备的关键设备为电解生箔机、表面处理机和相关的检测试验设备,以及排污处理设备等。其中,与铜箔生产品质直接相关的是电解生箔机、表面处理机。


                1.电解生箔机工作原理

                目前世界上大多数国家生产电解铜箔采用辊式 连▓续电解方法。该方法是在电解槽内安装阴极辊作为阴极和不溶性材料制成的阳极,阴极辊浸入电镀液中,通电后,电解液〓中的铜沉积到辊筒表面形成铜箔,再↘将此剥离、水洗、干燥、卷取,而后进一步进行表面处理。

                该生箔机结构一般主要由阴极辊、阳极槽、供液装置、收卷装置、在线抛光装置以及电器控制等系统构成。在系统部件中阴〓极辊、阳极槽是生箔机的关键部件,阳极槽作为电解液容器,要保证电解液不渗 漏;并且为生产铜箔提供直流电。图 1 为电解铜箔生◢箔机结构示意图。

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                2.阳极槽结构及CuSO4溶液渗漏问题分析

                2.1 阳极槽结构

                阳极槽主↑要由阳极槽支架、阳极槽 PVC 组焊件、 阳极母板组件、进液装置、阳极槽密封组件、阳极槽屏蔽组件、导电铜排组件等组成∩。阳♂极槽的使用温度为 50°C~60°C。


                2.2 CuSO4 溶液渗漏问题分析 

                2012~2013 年我公司研制生产的阳极槽在使用过程中出现了 PVC 板开裂、阳极母板底部渗漏电解∏液、唇形密封条与阴极●辊 PVC 端板处渗漏电解液、硫 酸铜溶液结晶后侵蚀阳极母板与密封条等◆问题。

                通过对生箔现场作业过程及阳极槽结构的研究分析,总结出→造成 CuSO4 溶液渗漏的原因有以下两点: 

                (1)阳极∑槽采用 PVC 内弧板和钛阳极母板通过螺栓组装在一起,阳极槽工作温度56℃左右,停机状 态 15℃左右,温差 40℃左右。钛材线膨√胀系数为 8.5× 10-6(1/℃),PVC 线膨胀系○数为 80×10-6(1/℃),所以在 工作状态㊣ 和停机状态会造成 PVC 材料焊缝与母材开裂,造成阳极槽 CuSO4 溶液渗漏,如图 2 所示。 

                (2)阳极槽密封组件中的三元乙丙唇形密封条与阴极辊 PVC 端板长期摩擦产生间隙,CuSO4 溶液结晶后侵蚀所产生的间隙,造成电解々液渗漏,如图 3 所示。

                图2 阳极槽 PVC 弧板开裂图

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                3.阳极槽密封方案设计优化

                针对造成 CuSO4 溶液渗漏的两点原因,在新型 阳极槽设计中,对结构进行了改进,采用和阳极母板相☉同材料的钛衬组件与阳极母板焊接,钛衬组件主要由 4mm 厚的钛◥板钣金制作并组焊成,阳极槽钛衬组件与钛母板进行焊接,形成密闭电※解液容器,将阳极槽钛衬组件、阳极母板及进液装置组焊成阳极槽电解液腔体,从而根本解决阳极槽的电解液渗漏。如图 4 所示。

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                图4 钛衬组件与阳极母板焊接图


                同时设计 2mm 厚的聚四氟乙烯板密封板,安装在 PVC 密封板垫板∩上,并覆盖在三元乙丙唇形密封条之上。改进Ψ 后的阳极槽密封组件由密封条固定板、 密封板垫板、密封板、唇型密封条组装成,如图 5 所 示。

                其中密封条固定板、密封板垫板的材料为 PVC 板。密封板为聚四氟乙烯材料,聚四氟乙烯具有耐高 温、耐低温、耐腐蚀、高润滑、不粘附、电绝缘性良好等特性,是良好的密封材料,耐磨性极好,可以减小与阴极辊 PVC 端板的摩擦产生的阻力。该组件主要作用是解决阴极辊 PVC 端板侧ζ 漏问题,属于动密封。

                图5 阳极槽密封组件设计优化后示意图


                钛』衬两边弧板上下分别焊接钛螺母,上部固定密封条固定板。下部○连接钛衬组件和弧形支架,保证钛衬组件固定可靠的要求。


                4.结束语

                阴极辊与阳极槽长期处于高温、高电流、强腐蚀、强酸性的工作环境【,只有保证阴极辊与阳极槽的密封性以及正确的设备材料选型,才能保证阴极辊的正常运行。

                功能性材料应用反馈

                泰晟供给的耐热PVC板,经铜箔领域客户使用※实际反馈:

                ◆加工及使用中不会有分层、起屑、变形现象;

                ◆无离子析ぷ出,避免了污染▆药液及影响产品质量;

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                本文来源声明:本着尊重原创作品的原则,向本文创作者们致以崇高的敬意!

                本文内容来源于锻压装备与制◆造技术2018年53/3期刊,版权归原作者所有,转载目的在于传递更多信◎息,并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负〗责。如涉及作︾品内容、版权和其它问题,请来电或致函告之,我们将及时给予处理!

                原文作者:陆林,杨东海,陆小蕊,李学雷

                (西安航卐天动力机械有限公司,陕西 西安 710025)