论生箔机设计中的关键技术

沈赶上

摘 要：针对当前铜箔行业的发展实际情况，从自身的电解铜箔生产以及管理工作经验出多，分析了生箔机关键设计技术中阴极辊、阳极槽等内容，希望对于全方位提升生箔机设计水平有所帮助。

关键词：生箔机;电解铜箔;阴极辊;阳极槽

1 概述

在当前信息技术快速发展的背景下，铜箔行业则是信息产品中不可或缺的重要原材料，其对于铜箔制作质量以及物理、化学指标都有着更高的要求。在进行铜箔生产的过程中，电解生箔机则是铜箔重要的设备之一，这里结合当前的铜箔生产技术的发展情况，重点探讨了设计到生箔机方面的关键技术以及发展重点内容希望对于今后推动我国的生箔机发展有所帮助。

2 生箔机关键设计技术

2.1 阴极辊的关键技术

（1）阴极辊钛筒表面质量

对于阴极辊的表面质量进行分析，主要保证其具有一定的光洁度的要求，能满足标准规定下的公差要求。在进行生成电解铜箔环节中，主要是体现出铜离子在钛筒表面的结晶结果中的延续以及沉积环节。其中，为了满足高质量的铜箔生产要求，则应明确保障实现满足几何形状规则、细小、表面光洁度高的要求。

为了保障生产高档电解铜箔，则应满足至少能够实现阴极辊钛筒晶粒 ASTM8级的要求。同时，若对于较小的晶粒度级别来说，则应意味着更高的加工方式。其中，在进行细化晶粒作用的角度来看，旋压钛筒具有较强的优势，能实现较为均匀的表面性能，并能有效解决传统由于存在着焊缝组织与母材晶粒度相应差别而造成的“光亮带”问题。

（2）阴极辊导电性能

对于阴极辊来说，则是利用导电方式来进行电解铜箔的生产，相应的导电性能则直接影响到铜箔生产质量以及产量。在此过程中，应保障足够电流流经阴极辊表面钛筒，符合相关的电流密度的情况;另外，能有效实现在钛筒表面尽量实现电流的均匀化分布，满足铜离子的均匀化电积情况。如果不注意这方面的问题，则容易出现辊体表面局部过热而导致辊面“烧蚀”问题。

从这个角度来看，我们应该重视阴极辊辊体导电结构的相关设计，能够保障满足实现良好的工作电流密度分布的要求。这样则应优选合适的导电材料，一般则是选择铜材料的介质。在比较小的电阻率的情况下，这样就会存在着较小的电流降低的梯度，能够实现距进电点相同部位的高电流的分布情况。所以，这样就能保障满足相应的分布均匀的电流密度情況，保障实现均匀化的生箔厚度。另外，将相关的辅助导电点增加设置，也能实现电流分布均匀化的要求。

（3）阴极辊结构强度与刚性

针对阴极辊结构来说，则应结合实际需求来保障其具有足够的刚性要求，这样以保障阴极辊的圆柱度在工作中并没有存在着相关变化，从而实现稳定化的铜箔生产要求，这样就能大大提升相应的生产质量。

（4）阴极辊的静平衡与密封技术

为了实现阴极辊稳定运行的要求，一定要充分考虑到阴极辊的静平衡问题，这样才能有效避免出现系统中的摆动、偏转等问题，符合铜箔生产均匀性的要求，以保障更加均匀化、均衡性的电机驱动阴极辊状态，这样还能有效提升电机的寿命。另外，能更好地符合较为恶劣的工况条件，保证满足阴极辊的密封要求。

2.2 阳极槽的关键技术

（1）阳极槽的刚性

对于阳极槽的刚性进行分析，主要就是探讨钢架的刚性问题，直接影响到生箔的稳定性的问题。为了保障高温条件下避免出现变形问题，有效实现内部和钢架连接的阳极、阳极母板以及塑料板的稳定性要求，这些都是系统稳定运行的基础。

（2）阳极槽的加工工艺性

对于阳极槽的加工工艺进行分析，主要受到阳极槽的变形大小、加工精度、加工成本等方面的影响，所以，应该从实际出发来进行合理优化工艺，避免出现阳极槽的变形问题。具体来说，整体式阳极或拆分式阳极基板都应该充分重视加工精度方面的要求，并能控制好极距问题。如果局部极距太大的情况，这样则会大大提升电流跨越电解液阻力的损耗，造成电能消耗很大程度的提升。同样，如果局部极距过小，则会造成局部电流密度有所降低，这样往往铜箔均匀性则会有效变差。

（3）阳极槽密封技术

考虑到阳极槽体的工况环境条件，其具有高电流、强酸性、强腐蚀性，高温等环境，造成对于不同材料有着很大的变化，容易造成相应的焊缝存在着裂缝而造成渗漏问题，这样则不利于铜箔的正常运行。其中，生箔机的核心技术则是密封性的问题，结合实际优选相关的密封结构，通过有效的工艺措施以及焊接处理，保障在较为恶劣的环境下不出现渗漏问题，这样才能保障生箔机的应用性能。

（4）电解生箔机屏蔽技术

针对电解生箔机屏蔽技术来说，主要涉及到阴极辊端面屏蔽以及阴极辊尖点放电屏蔽。针对阴极辊尖点放电来说，则是通过钛筒端面上两个外圆尖点部位进行非工作状态的放电情况，这样则会造成以下两种问题：一是，造成辊面上边缘部位存在着偏厚的铜箔的情况;二是，钛筒端面则是进行生成了铜箔，在进行收卷环节中的铜箔撕裂情况，如果较为严重，则会造成掉落的铜刺影响下出现电击钛辊的情况。为了有效解决这个问题，则是将相应的柔性绝缘材料设置在辊沿部位，实现边缘电场的隔绝。对于阴极辊端面屏蔽来说，则是结合电解液部分分离的情况下，考虑到边缘效应的影响而出现非工作状态放电屏蔽问题。在电化学理论的影响下，可以将相应的辅助阴极加入到阴极辊端面非工作状态放电区域，这样就能利用反向电场的作用，其中，阴极辊端则是可以视为“阳极”，避免出现生箔现场。

（5） 电解生箔机内部绝缘技术

通过有效实现阴极电流、阳极电流以及与大地相互的有效隔离，能有效实现内部绝缘的要求，以保障铜箔生产的生产运行，这样能有效避免出现铜箔生产中存在着“电烧毁”设备的隐患。具体来说，则是在机械结构非关键安装点来设置绝缘隔断，能保障满足隔断要求，以及设备的使用精度。大部分则是采用绝缘耐腐蚀的材料和套筒，一般则是选择多重绝缘方式。

5 总结及建议

综上所述，结合电子信息产业的快速发展，电解铜箔市场必将有着广泛的应用空间。从当前的铜箔生产中生箔机的发展来看，我们一定要重视新材料、新工艺、新技术的开发和利用，从而不断提升生箔机的质量和品质，这样才能满足快速增长的电解铜箔行业的发展。

参考文献：

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