钛铜复合棒加工工艺的改进措施

钛铜复合棒加工工艺的改进措施李强刚钛铜复合棒自20世纪60年代以来，得到迅速发展。它作为金属阳极的主要部件，将铜良好的导电性能和钛的强耐腐蚀性融为一体，成功取代了石墨电极继而投入工业化生产。特别是近年来它用于电解铜行业，不仅提高了电极使用寿命及其导电性能和电流效率，而且也减少了电能消耗降低了对设备的维修成本。不难看到，优化钛铜复合棒加工工艺和新产品研发是适应市场经济下，我们企业应适时发展的主导方向。下面主要谈谈我对咱们公司钛铜复合棒加工工艺方面的改进措施：坯料准备首先对钛管内表面和铜棒外表面进行处理，经干燥为保证冷拔状态下钛铜组装成坯后，钛铜组装成坯的一端能顺利咬入配模的情况下，再放入炭炉中烘烤，在热状态下易于公称容量为1600kN的双盘摩擦机挤压做头，使钛管和铜棒组合不致松动后再进行冷拔作业。这样的缺点是在轧制之前放入箱式电阻炉加热，钛层和铜棒虽已进行拉拔作业，很可能钛管和铜棒贴合强度不够的地方，钛层内表面和铜棒外表面被氧化成黑色氧化膜，严重时会发生“脱壳”现象，轻微的也会增加接触电阻，使电解槽电压逐渐上升从而缩短电极使用寿命，影响活性层使用寿命并增加电能消耗。所以在箱式电阻炉加热之前应给钛铜组合坯未烘烤的一端用1〜3mm的钛板封焊，以防止加热时复合面产生氧化层。冷拔作业在冷拔之前对经处理的钛层外表面涂以MoS2润滑剂。由于MoS2良好的附着性能、抗压性能和减摩性能，可对钛层起到润滑保护作用，以保证冷拔时钛层的均匀性防止钛层产生划伤裂纹等。其实冷拔作业的作用是使钛铜紧密贴合，保证钛层铜棒之间参透层有一定的宽度由于冷拔拉伸用于小断面坯料，而对于较大断面的坯料效果不稳定。原因是因为经拉拔后金属内部组织结构变形量较大即变形程序增加，拉拔应力越大，使拉拔效果不好。如果配合多道次拉拔效果可能好些。另外咱们公司钛管塑性不稳定性，经拉拔作业后导致钛管和铜棒不平整性，基本钛管长于铜棒20cm左右，浪费材料增加成本。所以购置钛管和铜棒时要把重点放到对表面光洁度方面，应该对其强度塑性测试，常做拉伸试验即材料性能试验中的一种。大体步骤：1） 一批料随机抽取两个样来测试其强度（抗拉强度Ob和屈服强度00.2）和塑性（伸长率。5和断面收缩率W）；2） 机加成标准试样GB；3） 拉伸速率控制：根据电脑显示拉伸曲线判断材料性能得出数据。箱式电阻炉加热、保温先将钛铜组装坯放入型号RX-90-10、额定功率为90千瓦的箱式电阻炉中加热，到设定温度后至少保持10分钟。要严格意义上不允许有两层，由于加热过程中炉内为微氧化气氛，以减少吸氢。加热温度时间应以坯料表面温度达到要求的加热温度开始计算，而不是以仪表指示或炉子到温的时间计算。轧制工艺将钛铜复合坯料生产成钛铜复合棒要遵循：充分利用钛的塑性，尽量减少中间退火和减少轧制道次。由于热轧是金属再结晶温度以上的轧制过程，此时金属具有较高塑性和较低的变形抗力，这样可以用较少的能量得到较大的塑性变形。热轧过程中的总加工率，道次加工率与热轧温降是板带材轧制最基本的变形依据，它直接影响产品质量和轧制产量。我浅谈一下道次加工率的分配问题：第一道次首先要满足顺利咬入的问题，根据自然咬入条件当咬入角^摩擦角金属才能进入轧辊完成轧制工艺，因此没道次压下梁有最大咬入角amax所决定最大压下量Ahmax即Ah<Ahmax=D（1-COSamax）而目前最常用咬入角为20〜25度，咬入角咬入困难时，常对坯料施加后推力。开轧阶段，道次加工率及轧机速度不宜过大，在坯料组织允许条件下，应适当逐道次增加压下量。中间道次，轧制温度有所降低，而塑性较好，变性抗力却不高，所以应采用大压下量的方法轧制。最后道次，一般采用较小的道次加工率，为获得理想的产品尺寸，应在最后的一两个道次用较小的压缩率，才能获得平整的钛铜复合棒。热矫直方面将钛铜复合棒半成品放入型号YBS-8的矫直机进行热矫，由于矫直机长为3.5m，有效长度为2m，对于长尺寸的棒材矫直效果不好，主要是复合材车间轧制区域：生产节奏较快；热矫设备能力不足；扁材精整条件限制；扁材热处理方面。对于热矫设备能力不足方面：由于断面较大的扁材温降较慢而且尺寸较长，在矫直机有效部位易部分矫直，而不能全部矫直。对于去增大设备有效长度或购置大型矫直机，我经过综合考虑认为不可取，所以从改进现有矫直设备入手，既能使矫直机的有效长度迅速降温，也不至于使不能被一次矫直的部位迅速冷却，就是在矫直机内安装几个小的送风装置，不仅能节省开支，又能达到热矫目的。因为厂房现有的冷矫设备包括母线矫直机、油压机和简易矫直机，对公司以后将发展更大断面的扁材能力远远不够。热矫后的坯料精整方面：现有厂房无精整区域，导致坯料热矫后随意放置，在不平整的地上使热矫后原本可能平整的坯料变得不平整，不仅降低坯料质量，也影响其它工种作业，希望新厂房在这方面给予重视。热处理方面：对于大断面复合棒由于设备原因矫直难度较大，我们应该在矫直之前的工序找原因。一是坯料本身是否保持平整；二是箱式电阻炉内底部耐火砖是否平整；三是在电阻炉内底部耐火砖不平整的情况下不允许坯料装两层。这几点建议有待今后继续探讨。6.冷矫直方面对于矫直厚度小的扁材，可选择张力矫直机，它可矫直厚度小于0.3〜0.6mm的扁材，它矫直过程中扁材在小于屈服强度拉应力的作用下，通过弯曲辊组被剧烈弯曲，将扁材边缘波浪中间瓢曲等缺陷消除后，通过矫平辊把剩余瓢曲部分矫平，而此法缺点是材料损失大，易产生偏径