宝鸡钛包铜厂家谈钛铜复合板加工方法对性能的影响

在湿法冶金中，常用Cu，Ni等纯金属板材作为阳极板，其槽电压低，能耗小，但阳极板材损耗大，成本高。钛板材以其良好的耐蚀性、尺寸稳定性、使用寿命长、连续使用损耗小等特性用做阳极板，提高了电解铜、电解镍等始极片的成张率。钛板与铜板相比，由于导电性能差，使槽电压升高，能耗增大。而用钛板及铜板制取的钛/铜双金属复合板，不但具有铜板良好的导电性，又有钛板良好的耐蚀性、尺寸稳定性、使用寿命长、连续使用损耗小等特性，其板材成本仅为钛板成本的三分之二，用做挂具及阳极板，与钛阳极板相比，在电流密度相同的条件下，大大降低了槽电压及功率损耗，使用寿命和钛阳极板相同，在电解行业应用广泛，具有广阔的发展前景。

1、研制过程

研制用原材料的复材采用工业纯钛TA1，基材采用紫铜T2，两种材料的化学成分和力学性能符合相应的国家标准。

加工方法采用爆炸复合与爆炸-轧制法.对于前者，将规格为2mmx800mmx1050mm的钛板及铜板表面处理干净，采用爆炸复合法复合，在500—550℃下进行消应力退火，再进行矫直制得规格为2/(2mm×800mmx1050mm) 的钛/铜双金属复合板.对于后者， 先采用爆炸复合的方法， 将规格为4mmx800mmx1050mm的钛板、铜板， 制成规格为4/(4mmx800mmx

1050mm)的复合板坯，再在低于850℃温度下，热轧成2/(2mmx1000mmx1600mm)的钛/铜双金属复合板。制取的双金属钛/铜复合板，根据使用和深加工要求，对性能按照国家标准进行了检测。

2、实验结果与讨论

2.1 加工方法对钛/铜复合板力学性能的影响

用两种方法制取的复合板与母材的性能对比见表1，由表1可知，钛铜复合板的综合性能比原基、复材的综合性能优异，抗拉强度高，塑性好，内外弯曲角γ均达到180°，克服了钛材弯曲性能差的缺点，更易于深加工。此外， 复合板的剪切强度(>109MPa) 均大于标准规定的98MPa， 满足深加工要求， 且两种方法制取的复合板其综合性能基本相同.其中爆炸-轧制方法制取的复合板其综合性能优异。

2.2 加工方法对导电性能的影响

表1中复合板的电阻率与钛板的电阻率相比，下降了12.7—13.4倍，与铜板相比提高了2.06-2.17倍，在电流密度相同的条件下，使用钛/铜复合板比使用钛板可降低电阻13倍左右，两种方法制取的复合板其导电性能差异很小，它的使用将更有效地降低槽电压及功率消耗。

2.3 加工方法对复合界面组织的影响

图1为2种方法制取的双金属复合板微观组织形貌，爆炸复合的界面呈有规律性的鼻状正弦波形结合区，结合区内Ti与Cu层层叠叠连续包覆，以比基体更细小的晶粒相结合，在钛侧靠近边界处，有明显的塑性流变波痕(图1a).爆炸-轧制复合板界面为经过50%变形呈周期性的不规则的凸台状结合区，原结合区内鼻状正弦波峰，在轧制过程中被压缩拉长为不规则的凸台，钛与铜仍以更细小的晶粒层层叠叠连续包覆，在钛侧靠近边界处的塑性流变波痕消失，其晶粒比图1a显示的更细小(图1b)。

文献[1]表明，双金属爆炸复合界面的结合状态呈波状结合特征被认为是理想的.其界面处的微观结构形貌表明两 种工艺制取的复合板，均“基本达到”了冶金结合，结合紧密，界面分明，无孔洞，过渡层明显.爆炸-轧制复合 板剪切强度为110MPa， 爆炸复合板为109MPa， 均表明达到了冶金结合。 此外，爆炸复合法是手工操作，生产效率低，其生产的板材规格受到限制，但可直接生产板材、板坯.爆炸-轧制法采用了爆炸制坯工艺，利用了轧机生产的高效率和改善组织性能的优点，其生产的板材规格可达到前者的数倍.因此，爆炸复合轧制法是适合于生产钛/铜双金属复合板的最佳方法。

3、结论

(1)采用爆炸复合法及爆炸复合一轧制法均可生产出符合标准要求的钛/铜双金属复合板，其中爆炸复合一轧制法为最佳方法。

(2)钛/铜双金属复合板具有良好的导电性、耐蚀性、深加工性、尺寸稳定性、使用寿命长且成本低等特性，是十分适合湿法冶金用做阳极板的良好材料。

参考文献

[1]郑哲敏，杨振声.爆炸加工.北京：国防工业出版社，1981：469

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