[發明專利]一種陰極輥用純鈦寬幅細晶板材的制備方法

在審

• 申請號: 202210103233.9
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114515758A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王田;趙小龍;岳旭;張俊祺;李建康;趙亞琢;周雪紅;張鼎祖;同曉樂;王玉佳;阿熱達克·阿力瑪斯
• 申請（專利權）人: 新疆湘潤新材料科技有限公司
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B23P15/00;B21B37/00;B21B37/74;C21D8/02;C22F1/18
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明提供一種陰極輥用純鈦寬幅細晶板材的制備方法，將純鈦板坯進行第一火次軋制、板型及表面處理、下料、第二火次軋制、矯直、退火以及板型及表面處理，得到成品陰極輥用寬幅純鈦細晶板材。本發明制備的陰極輥用寬幅純鈦細晶板材的晶粒度范圍在8～11級，抗拉強度Rm300～400Mpa、屈服強度R_P0.2200～280Mpa、斷后伸長率A大于40％，解決了純鈦板材晶粒尺寸粗大、不均勻的問題，滿足陰極輥用板材的使用要求。

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，具體涉及一種陰極輥用純鈦寬幅細晶板材的制備方法。

背景技術

陰極輥是電解制造銅箔的核心設備，被稱為電解銅箔生產的心臟。陰極輥在電解制造銅箔時做為輥筒式陰極，銅離子電沉積在其表面成為電解銅箔。輥筒連續旋轉做圓周運動，使電解銅箔在陰極輥上連續不斷的生成，又連續不斷的被剝離下來并卷成卷。

陰極輥按其表面材質有特制不銹鋼表面鍍鉻陰極輥和純鈦材質表面陰極輥兩種。因純鈦材質耐腐蝕性強，目前使用純鈦材質的陰極輥已經逐步取代了不銹鋼表面鍍鉻陰極輥，成為電解銅箔的主流設備。

電解制造銅箔的陰極鈦筒是電解銅箔之母，銅箔在鈦筒表面沉積而成，是鈦筒表面晶體的延續，電解銅箔的光面是鈦筒表面的復印，所以要求鈦筒的晶粒細微幾何形狀一致、大小均勻、排列一致。陰極輥表面的鈦晶粒細小銅箔結晶就細致，反而之晶粒粗大，銅箔結晶就粗大。

陰極輥鈦筒的質量，特別是表面晶粒的大小直接影響生成銅箔的質量，因此對鈦筒的制造工藝過程要求極為嚴格，除了選用原材料低的雜質含量，避免影響鈦筒的導電性能外，還要求鈦筒的金相組織晶粒度＞8級。

現有陰極輥鈦筒的制造方法主要有兩種：一是采用純鈦板卷焊方式，二是采用純鈦鍛件，經旋壓減薄到要求的厚度，兩種方法各有優劣。

卷焊鈦筒法的生產成本低，生產周期短，但是鈦筒存在焊縫，焊縫組織與板材不一致時，在制造的銅箔上會出現相應的色差。所用的鈦板材質量控制要求高，需要寬幅、大噸位軋機，才能滿足鈦板材的晶粒均勻和晶粒度達到8級以上的要求。

旋壓鈦筒法的鈦筒材質一致性好，生產出的銅箔色差小。但是鈦筒采用的大直徑鍛件，鍛造過程工藝控制難度大，晶粒度難以控制，經旋壓后熱處理后，晶粒度難以達到8級。并且生產過程經過多火次鍛造，鍛件經旋壓退火成鈦筒，需要大工位旋壓機才能實現鈦筒的旋壓成型，并且生產周期長，材料利用率低。

隨著近年來焊接技術的不斷突破，采用焊接的方法已經能夠生產出滿足銅箔生產工藝要求的卷焊鈦筒，且其焊縫組織與板材基本一致時，避免了電解過程中銅箔表面產生色差的問題。陰極輥用卷焊TA1鈦筒低成本、短周期的優勢不斷被市場所認可，市場需求量不斷增大。但是，國內現有技術生產的TA1純鈦板材晶粒尺寸約為5-7級，不能解決板材晶粒尺寸粗大，不均勻的問題，不能滿足陰極輥用板材的使用要求。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種陰極輥用純鈦寬幅細晶板材的制備方法，在保證純鈦板材的力學性能優良、工業化生產過程簡單、生產效率高的前提下，細化純鈦板材的晶粒，獲得的陰極輥用純鈦寬幅細晶板材顯微組織平均晶粒度在8～11級，解決了板材晶粒尺寸粗大，不均勻的問題，滿足陰極輥用板材的使用要求。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

本發明提供一種陰極輥用純鈦寬幅細晶板材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1第一火次軋制：將純鈦板坯表面進行清理和涂層后，放入加熱爐中在850℃～900℃溫度下保溫，保溫時間為板材厚度mm×(0.8～1)min/mm；然后送入熱軋機中進行第一火次軋制，本火次總加工率為75％～99％，經軋制后得到中間半成品板材；

步驟S2中間半成品板型及表面處理：第一火次軋制后的中間半成品板材送至矯直機進行第一次矯直，經冷卻后進行酸洗和修磨；