在濕法冶金中，常用Cu，Ni等純金屬板材作為陽(yáng)極板，其槽電壓低，能耗小，但陽(yáng)極板材損耗大，成本高。鈦板材以其良好的耐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、使用壽命長(zhǎng)、連續(xù)使用損耗小等特性用做陽(yáng)極板，提高了電解銅、電解鎳等始極片的成張率。鈦板與銅板相比，由于導(dǎo)電性能差，使槽電壓升高，能耗增大。而用鈦板及銅板制取的鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板，不但具有銅板良好的導(dǎo)電性，又有鈦板良好的耐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、使用壽命長(zhǎng)、連續(xù)使用損耗小等特性，其板材成本僅為鈦板成本的三分之二，用做掛具及陽(yáng)極板，與鈦陽(yáng)極板相比，在電流密度相同的條件下，大大降低了槽電壓及功率損耗，使用壽命和鈦陽(yáng)極板相同，在電解行業(yè)應(yīng)用廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景。

1、研制過(guò)程

研制用原材料的復(fù)材采用工業(yè)純鈦TA1，基材采用紫銅T2，兩種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

加工方法采用爆炸復(fù)合與爆炸-軋制法.對(duì)于前者，將規(guī)格為2mmx800mmx1050mm的鈦板及銅板表面處理干凈，采用爆炸復(fù)合法復(fù)合，在500—550℃下進(jìn)行消應(yīng)力退火，再進(jìn)行矯直制得規(guī)格為2/(2mm×800mmx1050mm) 的鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板.對(duì)于后者， 先采用爆炸復(fù)合的方法， 將規(guī)格為4mmx800mmx1050mm的鈦板、銅板， 制成規(guī)格為4/(4mmx800mmx

1050mm)的復(fù)合板坯，再在低于850℃溫度下，熱軋成2/(2mmx1000mmx1600mm)的鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板。制取的雙金屬鈦/銅復(fù)合板，根據(jù)使用和深加工要求，對(duì)性能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了檢測(cè)。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 加工方法對(duì)鈦/銅復(fù)合板力學(xué)性能的影響

用兩種方法制取的復(fù)合板與母材的性能對(duì)比見(jiàn)表1，由表1可知，鈦銅復(fù)合板的綜合性能比原基、復(fù)材的綜合性能優(yōu)異，抗拉強(qiáng)度高，塑性好，內(nèi)外彎曲角γ均達(dá)到180°，克服了鈦材彎曲性能差的缺點(diǎn)，更易于深加工。此外， 復(fù)合板的剪切強(qiáng)度(>109MPa) 均大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的98MPa， 滿足深加工要求， 且兩種方法制取的復(fù)合板其綜合性能基本相同.其中爆炸-軋制方法制取的復(fù)合板其綜合性能優(yōu)異。

2.2 加工方法對(duì)導(dǎo)電性能的影響

表1中復(fù)合板的電阻率與鈦板的電阻率相比，下降了12.7—13.4倍，與銅板相比提高了2.06-2.17倍，在電流密度相同的條件下，使用鈦/銅復(fù)合板比使用鈦板可降低電阻13倍左右，兩種方法制取的復(fù)合板其導(dǎo)電性能差異很小，它的使用將更有效地降低槽電壓及功率消耗。

2.3 加工方法對(duì)復(fù)合界面組織的影響

圖1為2種方法制取的雙金屬?gòu)?fù)合板微觀組織形貌，爆炸復(fù)合的界面呈有規(guī)律性的鼻狀正弦波形結(jié)合區(qū)，結(jié)合區(qū)內(nèi)Ti與Cu層層疊疊連續(xù)包覆，以比基體更細(xì)小的晶粒相結(jié)合，在鈦側(cè)靠近邊界處，有明顯的塑性流變波痕(圖1a).爆炸-軋制復(fù)合板界面為經(jīng)過(guò)50%變形呈周期性的不規(guī)則的凸臺(tái)狀結(jié)合區(qū)，原結(jié)合區(qū)內(nèi)鼻狀正弦波峰，在軋制過(guò)程中被壓縮拉長(zhǎng)為不規(guī)則的凸臺(tái)，鈦與銅仍以更細(xì)小的晶粒層層疊疊連續(xù)包覆，在鈦側(cè)靠近邊界處的塑性流變波痕消失，其晶粒比圖1a顯示的更細(xì)小(圖1b)。

文獻(xiàn)[1]表明，雙金屬爆炸復(fù)合界面的結(jié)合狀態(tài)呈波狀結(jié)合特征被認(rèn)為是理想的.其界面處的微觀結(jié)構(gòu)形貌表明兩 種工藝制取的復(fù)合板，均“基本達(dá)到”了冶金結(jié)合，結(jié)合緊密，界面分明，無(wú)孔洞，過(guò)渡層明顯.爆炸-軋制復(fù)合 板剪切強(qiáng)度為110MPa， 爆炸復(fù)合板為109MPa， 均表明達(dá)到了冶金結(jié)合。 此外，爆炸復(fù)合法是手工操作，生產(chǎn)效率低，其生產(chǎn)的板材規(guī)格受到限制，但可直接生產(chǎn)板材、板坯.爆炸-軋制法采用了爆炸制坯工藝，利用了軋機(jī)生產(chǎn)的高效率和改善組織性能的優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)的板材規(guī)格可達(dá)到前者的數(shù)倍.因此，爆炸復(fù)合軋制法是適合于生產(chǎn)鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板的最佳方法。

3、結(jié)論

(1)采用爆炸復(fù)合法及爆炸復(fù)合一軋制法均可生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板，其中爆炸復(fù)合一軋制法為最佳方法。

(2)鈦/銅雙金屬?gòu)?fù)合板具有良好的導(dǎo)電性、耐蝕性、深加工性、尺寸穩(wěn)定性、使用壽命長(zhǎng)且成本低等特性，是十分適合濕法冶金用做陽(yáng)極板的良好材料。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭哲敏，楊振聲.爆炸加工.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1981：469

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