钛包铜的生产方法及应用

1、钛包铜棒产品简介

钛包铜棒(又名钛铜复合棒)，顾名思义是在铜棒周面包覆一定厚度钛层(一般使用厚度为1.0～1.2mm)的双向金属复合棒材，按其截面几何形状划分主要有圆形、扁形、方形、矩形、鼓形等。

2、钛包铜棒的生产方法

通过简单的机械装配或浇铸灌装法无法保证钛包铜棒的大贴合率和高贴合强度。GB／T12769--2003规定了2种钛包铜生产方法：热挤压+冷拔法；爆炸复合+热轧制法。

热挤压+冷拔法：钛浇铸铜一钛铜锭扒皮一钛铜锭包套铜皮一热挤压成型一冷拔成型一后步加工。

爆炸复合+热轧制法：铜棒钛管装配一布药一爆炸复合一热轧成型一冷拔成型一后步加工。

2种方法都要求钛包铜材质必须符合GB／T3620、GB／T15073、GB／T5231标准。

3、钛包铜棒的质量要求

钛包铜棒其质量是否能满足强腐蚀、大电流工况条件下的使用要求，除应满足GB／T12769—2003规定的技术标准外，尤其应符合以下要求：

1)钛层厚度应均匀一致，这是保证钛包铜棒使用寿命的一项重要要求。一般钛层厚度应控制在钛层名义厚度的±20％以内。如钛层名义厚度为I mm，其实际厚度应在0.8～1.2 mm之间。2)钛铜贴合率即贴合面积一般应大于95％。

此项指标愈高，其导电性能愈好。此指标以JB／100GA型脉冲反射式超声探伤仪检验。

3)钛铜贴合强度。在使用过程中，该项指标

的大小决定钛包铜是否会因热胀冷缩而产生钛铜分层。理论上，贴合强度应通过剪切检验，但此种检验方法属破坏性检验，实际生产中一般难以采用。在装配使用前，因钛包铜棒需进行一定量的机械加工，在车削、刨铣时钛层在残留到0.3～0.5mm时，如与基材不分离，可判定钛铜贴合强度符合使用要求。

4、钛包铜棒在铜电解生产中的应用

钛包铜棒主要是利用覆层金属——钛的优异的耐蚀性能和芯部金属——铜的良好的导电性能，在较强腐蚀工况条件下，作为一种承载大电流的导体。由于覆层金属对铜金属的保护，阻止了铜导体的腐蚀，保证了电流密度的均匀一致性，提高了电解产品的质量等级；导体免清洁维护，消除了因铜导体的腐蚀而导致的电解液的污染。某些电镀电解工艺将钛包铜棒浸入电解液中，可提高电流密度、增加工效。因钛包铜棒的优异特性，对该产品的使用必然带来产品品质的提升、生产工效的提高、能耗的降低和劳动强度的减少等。

利用钛种板生产始极片，因其具有始极片易剥离、结晶组织致密、成品率高、不易短路烧板、质量轻、寿命长等优点，在国内已于上世纪70年代开始代替铜种板、不锈钢种板。钛种板的应用为铜冶炼企业创造了巨大的经济效益。但长期以来，由于钛种板与阴极导电铜棒没有理想的联结方式，致使生产中仍然存在着许多难以克服的困难。目前，钛种板与阴极导电铜的联接主要采用挂耳联接或紧固联接2种方法。

因电解液产生的烟气对导电铜棒有较强的腐蚀性，致使钛种板与导电铜棒连接部位产生腐蚀层，腐蚀层在形成过程中破坏了铜导电棒与钛种板的导电性能，增加了阻抗性，降低了电流密度，影响了电流密度的均匀一致性，导致始极片出现“花板”现象，始极片成长速度趋缓。尽管可通过人工除锈，但因钛种板与阴极导电铜棒联接方法本身的原因，这一不利因素始终伴随始极片生产的全过程。

利用钛包铜棒代替阴极导电铜棒是消除以上不利因素的根本解决方案。将钛种板通过焊接与钛包铜联接起来，除去钛包铜两端与槽间导电板接触部位的钛层，使钛种板与钛包铜导电棒成为～个整体，使用时直接搭接于电解槽即可。

2001年贵溪冶炼厂率先将钛包铜应用于种板槽生产，金川公司、云南冶炼厂等在铜系统改扩建中也已全面使用。经过多年的实际应用，钛包铜棒代替阴极导电铜棒生产始极片取得了明显的效果：

1)彻底消除了钛种板与导电棒联接处的间隙腐蚀；2)提高了种板槽的电流密度并保证了电流密度的均匀性；3)消除了始极片“花板”现象，始极片同板差更趋一致；4)始极片生长周期进一步缩短；5)无须增设钛种板与导电棒联接部位的除锈辅助工序，降低了劳动强度。

综上所述，钛包铜棒做为一种新兴的金属复合材料，在电解领域具有广阔的应用前途。对这种材料合理正确的使用对电解工业技术水平的提高将会产生积极的作用。

相关链接