鈦銅復(fù)合棒加工工藝的改進(jìn)措施

鈦銅復(fù)合棒加工工藝的改進(jìn)措施李強(qiáng)剛鈦銅復(fù)合棒自20世紀(jì)60年代以來，得到迅速發(fā)展。它作為金屬陽極的主要部件，將銅良好的導(dǎo)電性能和鈦的強(qiáng)耐腐蝕性融為一體，成功取代了石墨電極繼而投入工業(yè)化生產(chǎn)。特別是近年來它用于電解銅行業(yè)，不僅提高了電極使用壽命及其導(dǎo)電性能和電流效率，而且也減少了電能消耗降低了對設(shè)備的維修成本。不難看到，優(yōu)化鈦銅復(fù)合棒加工工藝和新產(chǎn)品研發(fā)是適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)下，我們企業(yè)應(yīng)適時發(fā)展的主導(dǎo)方向。下面主要談?wù)勎覍υ蹅児锯併~復(fù)合棒加工工藝方面的改進(jìn)措施：坯料準(zhǔn)備首先對鈦管內(nèi)表面和銅棒外表面進(jìn)行處理，經(jīng)干燥為保證冷拔狀態(tài)下鈦銅組裝成坯后，鈦銅組裝成坯的一端能順利咬入配模的情況下，再放入炭爐中烘烤，在熱狀態(tài)下易于公稱容量為1600kN的雙盤摩擦機(jī)擠壓做頭，使鈦管和銅棒組合不致松動后再進(jìn)行冷拔作業(yè)。這樣的缺點(diǎn)是在軋制之前放入箱式電阻爐加熱，鈦層和銅棒雖已進(jìn)行拉拔作業(yè)，很可能鈦管和銅棒貼合強(qiáng)度不夠的地方，鈦層內(nèi)表面和銅棒外表面被氧化成黑色氧化膜，嚴(yán)重時會發(fā)生“脫殼”現(xiàn)象，輕微的也會增加接觸電阻，使電解槽電壓逐漸上升從而縮短電極使用壽命，影響活性層使用壽命并增加電能消耗。所以在箱式電阻爐加熱之前應(yīng)給鈦銅組合坯未烘烤的一端用1?3mm的鈦板封焊，以防止加熱時復(fù)合面產(chǎn)生氧化層。冷拔作業(yè)在冷拔之前對經(jīng)處理的鈦層外表面涂以MoS2潤滑劑。由于MoS2良好的附著性能、抗壓性能和減摩性能，可對鈦層起到潤滑保護(hù)作用，以保證冷拔時鈦層的均勻性防止鈦層產(chǎn)生劃傷裂紋等。其實冷拔作業(yè)的作用是使鈦銅緊密貼合，保證鈦層銅棒之間參透層有一定的寬度由于冷拔拉伸用于小斷面坯料，而對于較大斷面的坯料效果不穩(wěn)定。原因是因為經(jīng)拉拔后金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變形量較大即變形程序增加，拉拔應(yīng)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。另外咱們公司鈦管塑性不穩(wěn)定性，經(jīng)拉拔作業(yè)后導(dǎo)致鈦管和銅棒不平整性，基本鈦管長于銅棒20cm左右，浪費(fèi)材料增加成本。所以購置鈦管和銅棒時要把重點(diǎn)放到對表面光潔度方面，應(yīng)該對其強(qiáng)度塑性測試，常做拉伸試驗即材料性能試驗中的一種。大體步驟：1） 一批料隨機(jī)抽取兩個樣來測試其強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度Ob和屈服強(qiáng)度00.2）和塑性（伸長率。5和斷面收縮率W）；2） 機(jī)加成標(biāo)準(zhǔn)試樣GB；3） 拉伸速率控制：根據(jù)電腦顯示拉伸曲線判斷材料性能得出數(shù)據(jù)。箱式電阻爐加熱、保溫先將鈦銅組裝坯放入型號RX-90-10、額定功率為90千瓦的箱式電阻爐中加熱，到設(shè)定溫度后至少保持10分鐘。要嚴(yán)格意義上不允許有兩層，由于加熱過程中爐內(nèi)為微氧化氣氛，以減少吸氫。加熱溫度時間應(yīng)以坯料表面溫度達(dá)到要求的加熱溫度開始計算，而不是以儀表指示或爐子到溫的時間計算。軋制工藝將鈦銅復(fù)合坯料生產(chǎn)成鈦銅復(fù)合棒要遵循：充分利用鈦的塑性，盡量減少中間退火和減少軋制道次。由于熱軋是金屬再結(jié)晶溫度以上的軋制過程，此時金屬具有較高塑性和較低的變形抗力，這樣可以用較少的能量得到較大的塑性變形。熱軋過程中的總加工率，道次加工率與熱軋溫降是板帶材軋制最基本的變形依據(jù)，它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和軋制產(chǎn)量。我淺談一下道次加工率的分配問題：第一道次首先要滿足順利咬入的問題，根據(jù)自然咬入條件當(dāng)咬入角^摩擦角金屬才能進(jìn)入軋輥完成軋制工藝，因此沒道次壓下梁有最大咬入角amax所決定最大壓下量Ahmax即Ah<Ahmax=D（1-COSamax）而目前最常用咬入角為20?25度，咬入角咬入困難時，常對坯料施加后推力。開軋階段，道次加工率及軋機(jī)速度不宜過大，在坯料組織允許條件下，應(yīng)適當(dāng)逐道次增加壓下量。中間道次，軋制溫度有所降低，而塑性較好，變性抗力卻不高，所以應(yīng)采用大壓下量的方法軋制。最后道次，一般采用較小的道次加工率，為獲得理想的產(chǎn)品尺寸，應(yīng)在最后的一兩個道次用較小的壓縮率，才能獲得平整的鈦銅復(fù)合棒。熱矯直方面將鈦銅復(fù)合棒半成品放入型號YBS-8的矯直機(jī)進(jìn)行熱矯，由于矯直機(jī)長為3.5m，有效長度為2m，對于長尺寸的棒材矯直效果不好，主要是復(fù)合材車間軋制區(qū)域：生產(chǎn)節(jié)奏較快；熱矯設(shè)備能力不足；扁材精整條件限制；扁材熱處理方面。對于熱矯設(shè)備能力不足方面：由于斷面較大的扁材溫降較慢而且尺寸較長，在矯直機(jī)有效部位易部分矯直，而不能全部矯直。對于去增大設(shè)備有效長度或購置大型矯直機(jī)，我經(jīng)過綜合考慮認(rèn)為不可取，所以從改進(jìn)現(xiàn)有矯直設(shè)備入手，既能使矯直機(jī)的有效長度迅速降溫，也不至于使不能被一次矯直的部位迅速冷卻，就是在矯直機(jī)內(nèi)安裝幾個小的送風(fēng)裝置，不僅能節(jié)省開支，又能達(dá)到熱矯目的。因為廠房現(xiàn)有的冷矯設(shè)備包括母線矯直機(jī)、油壓機(jī)和簡易矯直機(jī)，對公司以后將發(fā)展更大斷面的扁材能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。熱矯后的坯料精整方面：現(xiàn)有廠房無精整區(qū)域，導(dǎo)致坯料熱矯后隨意放置，在不平整的地上使熱矯后原本可能平整的坯料變得不平整，不僅降低坯料質(zhì)量，也影響其它工種作業(yè)，希望新廠房在這方面給予重視。熱處理方面：對于大斷面復(fù)合棒由于設(shè)備原因矯直難度較大，我們應(yīng)該在矯直之前的工序找原因。一是坯料本身是否保持平整；二是箱式電阻爐內(nèi)底部耐火磚是否平整；三是在電阻爐內(nèi)底部耐火磚不平整的情況下不允許坯料裝兩層。這幾點(diǎn)建議有待今后繼續(xù)探討。6.冷矯直方面對于矯直厚度小的扁材，可選擇張力矯直機(jī)，它可矯直厚度小于0.3?0.6mm的扁材，它矯直過程中扁材在小于屈服強(qiáng)度拉應(yīng)力的作用下，通過彎曲輥組被劇烈彎曲，將扁材邊緣波浪中間瓢曲等缺陷消除后，通過矯平輥把剩余瓢曲部分矯平，而此法缺點(diǎn)是材料損失大，易產(chǎn)生偏徑