一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法，将纯钛板坯进行第一火次轧制、板型及表面处理、下料、第二火次轧制、矫直、退火以及板型及表面处理，得到成品阴极辊用宽幅纯钛细晶板材。本发明专利技术制备的阴极辊用宽幅纯钛细晶板材的晶粒度范围在8～11级，抗拉强度Rm300～400Mpa、屈服强度R

【技术实现步骤摘要】
一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法


[0001]本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法。

技术介绍

[0002]阴极辊是电解制造铜箔的核心设备，被称为电解铜箔生产的心脏。阴极辊在电解制造铜箔时做为辊筒式阴极，铜离子电沉积在其表面成为电解铜箔。辊筒连续旋转做圆周运动，使电解铜箔在阴极辊上连续不断的生成，又连续不断的被剥离下来并卷成卷。
[0003]阴极辊按其表面材质有特制不锈钢表面镀铬阴极辊和纯钛材质表面阴极辊两种。因纯钛材质耐腐蚀性强，目前使用纯钛材质的阴极辊已经逐步取代了不锈钢表面镀铬阴极辊，成为电解铜箔的主流设备。
[0004]电解制造铜箔的阴极钛筒是电解铜箔之母，铜箔在钛筒表面沉积而成，是钛筒表面晶体的延续，电解铜箔的光面是钛筒表面的复印，所以要求钛筒的晶粒细微几何形状一致、大小均匀、排列一致。阴极辊表面的钛晶粒细小铜箔结晶就细致，反而之晶粒粗大，铜箔结晶就粗大。
[0005]阴极辊钛筒的质量，特别是表面晶粒的大小直接影响生成铜箔的质量，因此对钛筒的制造工艺过程要求极为严格，除了选用原材料低的杂质含量，避免影响钛筒的导电性能外，还要求钛筒的金相组织晶粒度＞8级。
[0006]现有阴极辊钛筒的制造方法主要有两种：一是采用纯钛板卷焊方式，二是采用纯钛锻件，经旋压减薄到要求的厚度，两种方法各有优劣。
[0007]卷焊钛筒法的生产成本低，生产周期短，但是钛筒存在焊缝，焊缝组织与板材不一致时，在制造的铜箔上会出现相应的色差。所用的钛板材质量控制要求高，需要宽幅、大吨位轧机，才能满足钛板材的晶粒均匀和晶粒度达到8级以上的要求。
[0008]旋压钛筒法的钛筒材质一致性好，生产出的铜箔色差小。但是钛筒采用的大直径锻件，锻造过程工艺控制难度大，晶粒度难以控制，经旋压后热处理后，晶粒度难以达到8级。并且生产过程经过多火次锻造，锻件经旋压退火成钛筒，需要大工位旋压机才能实现钛筒的旋压成型，并且生产周期长，材料利用率低。
[0009]随着近年来焊接技术的不断突破，采用焊接的方法已经能够生产出满足铜箔生产工艺要求的卷焊钛筒，且其焊缝组织与板材基本一致时，避免了电解过程中铜箔表面产生色差的问题。阴极辊用卷焊TA1钛筒低成本、短周期的优势不断被市场所认可，市场需求量不断增大。但是，国内现有技术生产的TA1纯钛板材晶粒尺寸约为5
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7级，不能解决板材晶粒尺寸粗大，不均匀的问题，不能满足阴极辊用板材的使用要求。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法，在保证纯钛板材的力学性能优良、工业化生产过程简单、生产效率高的前
提下，细化纯钛板材的晶粒，获得的阴极辊用纯钛宽幅细晶板材显微组织平均晶粒度在8～11级，解决了板材晶粒尺寸粗大，不均匀的问题，满足阴极辊用板材的使用要求。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。
[0012]本专利技术提供一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]步骤S1第一火次轧制：将纯钛板坯表面进行清理和涂层后，放入加热炉中在850℃～900℃温度下保温，保温时间为板材厚度mm
×
(0.8～1)min/mm；然后送入热轧机中进行第一火次轧制，本火次总加工率为75％～99％，经轧制后得到中间半成品板材；
[0014]步骤S2中间半成品板型及表面处理：第一火次轧制后的中间半成品板材送至矫直机进行第一次矫直，经冷却后进行酸洗和修磨；
[0015]步骤S3下料：按照成品尺寸计算出板型及表面处理后的半成品的下料尺寸，使用火焰切割机进行下料；
[0016]步骤S4第二火次轧制：将下料后的中间半成品板材放入加热炉中在680℃～750℃温度下保温，保温时间为板材厚度mm
×
(0.8～1)min/mm；然后送入热轧机中进行第二火次轧制，再将中间半成品板材旋转90度进行换向轧制，本火次总加工率70％～99％，得到半成品板材；
[0017]步骤S5第二次矫直：第二火次轧制后的半成品板材送至矫直机进行第二次矫直，随后空冷至室温；
[0018]步骤S6退火：将矫直后的半成品板材放入退火炉进行再结晶退火，退火温度为630℃～680℃，保温45～90分钟后出炉，随后空冷；
[0019]步骤S7第二次板型及表面处理：将退火后的半成品板材送至矫直机进行第三次矫直，经冷却后进行酸洗，得到成品阴极辊用纯钛宽幅细晶板材。
[0020]优选的，所述步骤S1中第一火次轧制道次加工率为15％～22％。
[0021]优选的，所述步骤S2中第一次矫直后不平度为0～5mm/m。
[0022]优选的，所述步骤S4中第二火次轧制道次加工率15％～25％。
[0023]优选的，所述步骤S4中保温温度为720℃。
[0024]优选的，所述步骤S5中第二次矫直后不平度为0～3mm/m。
[0025]优选的，所述步骤S6中退火温度为650℃。
[0026]优选的，所述步骤S6中退火保温时间为60min。
[0027]优选的，所述步骤S7中第三次矫直后不平度为0～3mm/m。
[0028]本专利技术制备的阴极辊用纯钛宽幅细晶板材，晶粒度范围在8～11级，抗拉强度Rm300～400Mpa，屈服强度R
P0.2
200～280Mpa，断后伸长率A大于40％，抗拉强度Rm和断后伸长率A优于现有方法加工的纯钛板材适用的GB/T3621
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2007的指标。
[0029]本专利技术通过大变形加工和退火得到显微组织均匀细小，力学性能优良的厚度为8mm～25mm，宽度大于1500mm～2000mm，长度≤10000mm的阴极辊用纯钛宽幅细晶板材。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有的如下优点：
[0031]第一，本专利技术方法通过控制和优化纯钛板材轧制过程的工艺参数，从而使纯钛板的晶粒度细化，获得的阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的显微组织平均晶粒度在8～11级。
[0032]第二，本专利技术的阴极辊用纯钛宽幅细晶板材，抗拉强度Rm300～400Mpa，屈服强度
R
P0.2
200～280Mpa，断后伸长率A大于40％，均高于现有方法加工的纯钛板材。
附图说明
[0033]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0034]图1为本专利技术实施例1制备的1#板的显微组织图；
[0035]图2为本专利技术实施例1制备的2#板的显微组织图；
[0036]图3为本专利技术实施例2制备的1#板的显微组织图；
[0037]图4为本专利技术实施例2制备的2#板的显微组织图；
[0038]图5为本专利技术实施例3制备的1#板的显微组织图；
[0039]图6为本专利技术实施例3制备的2#板的显微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴极辊用纯钛宽幅细晶板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1第一火次轧制：将纯钛板坯清理和涂层后，在加热炉中850℃～900℃进行保温，保温时间为板材厚度mm
×
(0.8～1)min/mm；保温后送入热轧机进行第一火次轧制，本火次总加工率为75％～99％，轧制后得到中间半成品板材；步骤S2中间半成品板材板型及表面处理：第一火次轧制后的中间半成品板材送至矫直机进行第一次矫直，冷却后进行酸洗和修磨；步骤S3下料：板型及表面处理后的半成品板材计算下料尺寸后下料；步骤S4第二火次轧制：将下料后的中间半成品板材放入加热炉中在680℃～750℃进行保温，保温时间为板材厚度mm
×
(0.8～1)min/mm；保温后送入热轧机中进行第二火次轧制，再将中间半成品板材旋转90度进行换向轧制，本火次总加工率70％～99％，得到半成品板材；步骤S5第二次矫直：第二火次轧制后的半成品板材送至矫直机进行第二次矫直，随后空冷至室温；步骤S6退火：将第二次矫直后的半成品板材放入退火炉进行再结晶退火，退火温度为630℃～680℃，保温45～90分钟后出炉，随后空冷；步骤S7第二次板型及表面处理：将退火后的半成品板材送至矫直机进行第三次矫直，冷却后进行酸洗，得到成品阴极辊用纯钛宽幅细晶板材。2.根据权利要求1所述的阴极辊用纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王田，赵小龙，岳旭，张俊祺，李建康，赵亚琢，周雪红，张鼎祖，同晓乐，王玉佳，阿热达克，
申请(专利权)人：新疆湘润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：