專利名稱：大型鈦陰極輥筒制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦陰極輥筒制備方法。
二.
背景技術(shù)：
電解銅箔是印制電路板(PCB)的導(dǎo)電材料-覆銅板(CCL)制造的重要材料，是電子工業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。據(jù)報道，我國銅箔的消耗量將由3萬噸增加到6萬噸，存在較大的生產(chǎn)缺口。近年來，受市場成本及環(huán)境等各種因素的影響，美、日、臺、港、韓等國家和地區(qū)的電解銅箔生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)向中國。因此，將促使我國電解銅箔業(yè)迅猛發(fā)展，使生產(chǎn)電解銅箔的關(guān)鍵設(shè)備-大型鈦陰極輥筒需求量也大幅增長。特別是電解效率高的大規(guī)格4 1500)鈦陰極輥筒需求量更大。 CN200810092457大規(guī)格大電流復(fù)合型陰極輥，其主軸沿軸向位于輥筒內(nèi)，輥筒通過導(dǎo)電輪、銅導(dǎo)電板與主軸固定連接，輥筒兩端采用堵板密封，輥筒由外層鈦筒，內(nèi)層鋼包裹銅的鋼-銅復(fù)合筒通過熱裝形成。本發(fā)明采用端部模壓成型的方法加工出可鍛造量的高度，簡單可行，鍛造時不易形成折疊現(xiàn)象，鍛造后再經(jīng)過軋制，可使焊縫組織進(jìn)一步改善，生產(chǎn)的鈦筒成本低，質(zhì)量高。用此材料制作的陰極輥能保證大電流輸入時導(dǎo)電的均勻性，輸入電流35000A時輥筒表面不過熱，提高了輥面的電流密度及箔材的產(chǎn)量和質(zhì)量，延長了陰極輥的使用壽命。 CN200510043110鈦陰極輥筒體的制造方法及用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥，將鈦板兩端加熱后模壓使之成型出一定高度的凸緣；將鈦板巻制成圓筒使模壓成型出的凸緣對接，并對接縫處焊滿；將焊縫處加熱后進(jìn)行鍛造，將鍛造后的焊縫軋制，最后將鈦筒整體熱處理。用此材料制作的復(fù)合型大電流陰極輥的主軸沿軸向位于輥筒內(nèi)，輥筒通過導(dǎo)電輪、銅導(dǎo)電板與主軸固定連接，輥筒兩端采用堵板密封，輥筒由外層鈦筒，內(nèi)層鋼包裹銅的鋼一銅復(fù)合筒通過熱裝形成。采用端部模壓成型的方法加工出可鍛造量的高度，簡單可行，鍛造時不易形成折疊現(xiàn)象，鍛造后再經(jīng)過軋制，可使焊縫組織進(jìn)一步改善，生產(chǎn)的鈦筒成本低，質(zhì)量高。用此材料制作的陰極輥能保證大電流輸入時導(dǎo)電的均勻性，輸入電流35000A時輥筒表面不過熱，提高了輥面的電流密度及箔材的產(chǎn)量和質(zhì)量，延長了陰極輥的
使用壽命。 CN200410026157鈦陰極輥筒體的制造方法，先將鈦板巻制成圓筒并對接縫處焊接；對焊縫和熱影響區(qū)加熱，溫度控制在750 95(TC之間，并對不變形的基材部分要冷卻保護(hù)，將焊縫處鐓粗后鍛平；然后再對焊縫和熱影響區(qū)加熱，溫度控制在750 95(TC之間，并對不變形的基材部分要冷卻保護(hù)，再將焊縫處鐓粗后再鍛平，反復(fù)多次，使焊縫處多次變形，且每一次變形量應(yīng)在30%以上；對變形處熱處理，溫度控制在750 85(TC之間。本發(fā)明通過對鑄造組織加以變形，使鑄造組織改變成與基材組織基本相同的等軸組織，從而消除了焊縫組織印在箔材上的周期性亮帶， CN97108468. 8 —種大規(guī)格無縫鈦筒制造方法及用此材料制作的無縫鈦筒復(fù)合型陰極輥，其無縫鈦筒通過鍛造、軋環(huán)、旋壓制成，陰極輥主軸沿軸向位于輥筒內(nèi)，輥筒通過導(dǎo)電板與主軸固定連接，輥筒兩端用堵板密封，輥筒由外層的無縫鈦筒與內(nèi)層的鋼筒或銅_鋼爆炸復(fù)合板巻焊形成的銅_鋼復(fù)合筒，通過熱裝過盈配合制成。 國內(nèi)大型鈦陰極輥筒及要求高的，全部依靠進(jìn)口。我國大型鈦陰極輥筒是由鈦板巻焊工藝，而這種輥筒電解出的銅箔出現(xiàn)周期性色差，影響銅箔的美觀及售價。美、日等國是采用大型鏇壓設(shè)備的鏇壓工藝制造，使鈦筒金屬晶粒得到細(xì)化，銅箔無針孔，皺紋，與層壓板有較高抗剝強度，銅箔質(zhì)量好。但是大型鏇壓設(shè)備稀缺，工藝費用高，輥筒售價昂貴。
電解銅箔的發(fā)展趨勢是細(xì)晶粒，缺陷少，高延展，高強度，更加薄和高性能電解銅箔(HBCF)。這樣對鈦陰極輥筒也提出了更高的要求，晶粒度按ASTM E-112標(biāo)準(zhǔn)> 8級。目前國內(nèi)降低成本用鈦板巻焊成陰極輥筒，對焊縫變形再進(jìn)行均晶化處理，即溫度控制在750 95(TC之間，并對不變形的基材部分要冷卻保護(hù)，將焊縫處鐓粗后鍛平；晶粒度焊縫6級，母材6. 5極晶粒度相差0. 5級。已經(jīng)是國內(nèi)先進(jìn)水平。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種大型鈦陰極輥筒制備方法，使輥筒筒體材料晶粒度等級從外表面向內(nèi)層厚度^ 6mm，不得小于ASTM 8級。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大型鈦陰極輥筒制備方法，采用鈦厚板巻筒，焊接后對焊縫和需要加熱的熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在750 98(TC之間，尤其是920 98(TC，更好的是950 98(TC亦可，加熱時間0. 2-2小時，加熱時間尤其是O. 2_0. 5小時(尤其是加熱的溫度為920 98(TC時)。采用中頻感應(yīng)裝置對輥筒焊縫及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，然后進(jìn)行擠壓、錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變形，焊縫層的材料的變形量10-20%，即為(焊縫處厚度-板厚)/板厚*100%所得結(jié)果，使焊縫晶粒從鑄態(tài)的樹枝狀晶粒得到一定的細(xì)化。整體陰極輥筒在軋機上壓軋變形使整筒金屬晶粒進(jìn)一步細(xì)化。加熱并壓制二至四遍為好，再進(jìn)行后道優(yōu)化工藝，進(jìn)行再結(jié)晶退火，保溫的加熱溫度為750 850°C (尤其是780 820°C )，保溫時間1_2小時，在爐中冷卻。使壓軋變形中破碎，扭曲、畸變的晶粒重新成核，再結(jié)晶，從而得到完全再結(jié)晶而又不致晶粒長大的工藝規(guī)范，得到符合ASTM E112 > 8級的細(xì)晶粒。 本發(fā)明陰極輥筒壓軋使晶粒細(xì)化到8級提高材料的純凈度，減少雜質(zhì)含量，提高塑性、韌性，減少變形抗力和變形中的缺陷。 本發(fā)明所述大型鈦陰極輥筒，就是指用于電解出的銅箔的鈦輥筒，其寬度在數(shù)十厘米以上的輥筒，也是現(xiàn)在行業(yè)廣泛使用的鈦陰極輥筒。尤其是指小IOOO)鈦陰極輥筒。 本發(fā)明超過寶鈦集團(tuán)(陜西寶雞)——其焊縫組織與母材組織最接近，晶粒度僅相差0. 5級，分別為6級和6. 5級的水平。 本發(fā)明的有益效果是陰極輥筒焊縫變形后，再整體軋制變形。使晶粒細(xì)化層厚度6mm+機加工余量，并晶粒度ASTM E112^8級。本發(fā)明技術(shù)方案的核心是對軋制前陰極輥筒的加熱，且加熱溫度控制在比較低，變形抗力大容易出現(xiàn)缺陷且變形僅在表層發(fā)生厚層晶粒得不到細(xì)化。溫度高變形抗力小，變形大，輥筒尺寸不容易控制，晶粒很容易長大，得不到細(xì)晶粒。本發(fā)明的效率高，產(chǎn)品的質(zhì)量好。
具體實施例方式
本發(fā)明的技術(shù)方案的實施例 1、鈦厚板巻筒，焊接后對焊縫和需要加熱的熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在 750 78(TC之間，加熱時間是2小時，采用中頻感應(yīng)裝置對輥筒焊縫及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行 加熱，然后進(jìn)行擠壓、錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變形，焊縫 層的材料的變形量10%，重復(fù)加熱并壓制三遍為好；再進(jìn)行再結(jié)晶退火，加熱溫度為780 80(TC，保溫時間1小時，在爐中冷卻。
符合鈦陰極輥筒驗收技術(shù)條件①筒體材料晶粒度等級從外表面向內(nèi)層厚度^ 6mm，不得小于ASTM 8級。
②筒體材料復(fù)驗，化學(xué)成份符合GB3620. 1_2007《鈦及鈦合金牌號化學(xué)成份》及GB/ T3620. 2-2007《鈦及鈦合金加工產(chǎn)品化學(xué)成份允許偏差》之規(guī)定。
③尺寸偏差不大于1毫米。 2、鈦厚板巻筒，焊接后對焊縫和需要加熱的熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，溫度控制在 950 97(TC之間，采用中頻感應(yīng)裝置對輥筒焊縫及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱時間是 0. 2-0. 5小時，然后進(jìn)行擠壓、錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變 形，焊縫層的材料的變形量15%，重復(fù)加熱并壓制二遍；再進(jìn)行再結(jié)晶退火，加熱溫度為 750 770。C，保溫時間2小時，在爐中冷卻。 3、鈦厚板巻筒，焊接后對焊縫和需要加熱的熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，溫度控制在 930 94(TC之間，采用中頻感應(yīng)裝置對輥筒焊縫及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱時間是 0. 2-0. 5小時，然后進(jìn)行擠壓、錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變 形，焊縫層的材料的變形量15%，重復(fù)加熱并壓制四遍；再進(jìn)行再結(jié)晶退火，其加熱溫度為 800 820。C，保溫時間2小時，在爐中冷卻。 4、鈦厚板巻筒，焊接后對焊縫和需要加熱的熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，溫度控制在
920 95(TC之間，采用中頻感應(yīng)裝置對輥筒焊縫及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱時間是
0. 2-0. 5小時，然后進(jìn)行擠壓、錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變
形，焊縫層的材料的變形量20%，重復(fù)加熱并壓制二遍；再進(jìn)行再結(jié)晶退火，加熱溫度為
820 85(TC，保溫時間2小時，在爐中冷卻。 以上工藝的成品亦能符合鈦陰極輥筒驗收技術(shù)條件。
權(quán)利要求
一種大型鈦陰極輥筒制備方法，其特征是采用鈦厚板卷筒，焊接后采用中頻感應(yīng)裝置對焊縫和需要加熱的焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱溫度在750～980℃之間，加熱時間0.2-2小時，錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變形，焊縫層的材料的變形量10-20％；上述對焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱并壓制二至四遍，進(jìn)行再結(jié)晶退火，加熱溫度為750～850℃，保溫時間1-2小時，爐冷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鈦陰極輥筒制備方法，其特征是對焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加 熱的溫度為920 980°C，
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型鈦陰極輥筒制備方法，其特征是對焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加 熱的溫度為950 980°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的大型鈦陰極輥筒制備方法，其特征是加熱時間尤其是 0. 2-0. 5小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鈦陰極輥筒制備方法，其特征是保溫的加熱溫度為 780 820°C。
全文摘要
一種大型鈦陰極輥筒制備方法，采用鈦厚板卷筒，焊接后采用中頻感應(yīng)裝置對焊縫和需要加熱的焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱，加熱溫度在750～980℃之間，加熱時間0.2-2小時，錘擊或在軋機上使用重型輥筒對焊縫壓軋，使焊縫層進(jìn)行變形，焊縫層的材料的變形量10-20％；上述對焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行加熱并壓制二至四遍，進(jìn)行再結(jié)晶退火，加熱溫度為750～850℃，保溫時間1-2小時，爐冷。本發(fā)明對軋制前陰極輥筒的加熱和再結(jié)晶，且加熱溫度控制在比較低，變形抗力大容易出現(xiàn)缺陷且變形僅在表層發(fā)生厚層晶粒得不到細(xì)化。
文檔編號C22F1/18GK101701351SQ20091021309
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者吳昌輝, 杭逸夫, 肖仁道, 趙瑞晉, 鄧寧嘉 申請人:南京寶泰特種材料有限公司