在濕法冶金中，常用Cu，Ni等純金屬板材作為陽極板，其槽電壓低，能耗小，但陽極板材損耗大，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、連續(xù)使用損耗小等特性用做陽極板，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/銅雙金屬復合板，不但具有銅板良好的導電性，又有鈦板良好的耐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、使用壽命長、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，用做掛具及陽極板，與鈦陽極板相比，在電流密度相同的條件下，大大降低了槽電壓及功率損耗，使用壽命和鈦陽極板相同，在電解行業(yè)應用廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景。

1、研制過程

研制用原材料的復材采用工業(yè)純鈦TA1，基材采用紫銅T2，兩種材料的化學成分和力學性能符合相應的國家標準。

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

1050mm)的復合板坯，再在低于850℃溫度下，熱軋成2/(2mmx1000mmx1600mm)的鈦/銅雙金屬復合板。制取的雙金屬鈦/銅復合板，根據使用和深加工要求，對性能按照國家標準進行了檢測。

2、實驗結果與討論

2.1 加工方法對鈦/銅復合板力學性能的影響

用兩種方法制取的復合板與母材的性能對比見表1，由表1可知，鈦銅復合板的綜合性能比原基、復材的綜合性能優(yōu)異，抗拉強度高，塑性好，內外彎曲角γ均達到180°，克服了鈦材彎曲性能差的缺點，更易于深加工。此外， 復合板的剪切強度(>109MPa) 均大于標準規(guī)定的98MPa， 滿足深加工要求， 且兩種方法制取的復合板其綜合性能基本相同.其中爆炸-軋制方法制取的復合板其綜合性能優(yōu)異。

2.2 加工方法對導電性能的影響

表1中復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/銅復合板比使用鈦板可降低電阻13倍左右，兩種方法制取的復合板其導電性能差異很小，它的使用將更有效地降低槽電壓及功率消耗。

2.3 加工方法對復合界面組織的影響

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

文獻[1]表明，雙金屬爆炸復合界面的結合狀態(tài)呈波狀結合特征被認為是理想的.其界面處的微觀結構形貌表明兩 種工藝制取的復合板，均“基本達到”了冶金結合，結合緊密，界面分明，無孔洞，過渡層明顯.爆炸-軋制復合 板剪切強度為110MPa， 爆炸復合板為109MPa， 均表明達到了冶金結合。 此外，爆炸復合法是手工操作，生產效率低，其生產的板材規(guī)格受到限制，但可直接生產板材、板坯.爆炸-軋制法采用了爆炸制坯工藝，利用了軋機生產的高效率和改善組織性能的優(yōu)點，其生產的板材規(guī)格可達到前者的數倍.因此，爆炸復合軋制法是適合于生產鈦/銅雙金屬復合板的最佳方法。

3、結論

(1)采用爆炸復合法及爆炸復合一軋制法均可生產出符合標準要求的鈦/銅雙金屬復合板，其中爆炸復合一軋制法為最佳方法。

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

參考文獻

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

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