[发明专利]一种钛合金阴极辊筒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钛合金阴极辊筒及其制备方法，属于钛合金领域。本发明所采用的Ti‑Mo钛合金晶粒细小，用其制备的阴极辊筒本体的晶粒度可达10级以上，经过强力扭转变形后，焊缝处距上表面3～5mm深的组织得到了细化，晶粒度也可达10级以上。本发明可制备外直径Φ1500mm以上，厚度为6～20mm的电解铜箔用钛阴极辊筒。且本发明工艺简单、效率高、产品质量优异。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，尤其涉及一种钛合金阴极辊筒及其制备方法。

背景技术

电解铜箔是覆铜板及印刷电路板、锂离子电池制造的重要材料。能源汽车产业、电子信息产业等的高速发展对高品质的电解铜箔有着非常迫切的需求，但目前国内高品质铜箔大部分依靠进口。电解铜箔的发展趋势是：细晶粒，无光斑、亮带等缺陷，高延展，高强度，更薄。这样对钛阴极辊筒也提出了更高的要求，要求晶粒度按ASTM E-112标准≥8级，易抛光，表面粗糙度小。

目前，钛阴极辊筒用的材料是TA1，其晶粒度要达到8级或8级以上非常困难。钛阴极辊筒的制备方法主要分为两种，一种是采用锻造-轧环-旋压的方法制备出无缝的阴极辊筒，这种方法的优点是阴极辊筒表面一致性好，电解铜箔的表面质量一致性好，缺点是生产工艺复杂、流程长，制备成本高。第二种方法是采用板材卷筒的方法制备阴极辊筒，这种方法的优点是制备流程短，成本低，缺点是焊缝组织粗大，影响电解铜箔的表面质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钛合金阴极辊筒及其制备方法。本发明提供的方法制备成本大幅降低，且能保证阴极辊筒母材及焊缝外表层3～5mm厚度范围的晶粒度达到ASTM 10级以上。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钛合金阴极辊筒的制备方法，包括以下步骤：

将钛合金板进行卷筒，得到筒体，所述钛合金板中包含Mo2.0wt.％～4.0wt.％，余量为Ti和不可避免的杂质；

采用氩弧焊依次对所述筒体的内表面和外表面进行双面焊接，在对所述外表面进行氩弧焊的同时，对所述外表面形成的焊缝处的红热金属进行强力扭转变形，得到坯体，所述红热金属的温度为比所述筒体的熔点低80～200℃；

对所述坯体依次进行热处理、校形和表面处理，得到钛合金阴极辊筒。

优选地，所述钛合金板的厚度为8～25mm。

优选地，所述双面焊接的焊接电流独立地为100～180A，焊接电压独立地为8～12V，氩气流量为15L/min。

优选地，所述强力扭转变形的转速为800～1200rpm。

优选地，所述强力扭转变形使用高压扭转头，所述高压扭转头的材质为消耗性的耐高温金属材料。

优选地，所述耐高温金属材料为钨合金、钼基合金或Ti3Al金属间化合物。

优选地，所述高压扭转头的直径为8～25mm。

优选地，所述热处理的温度为650～700℃，时间为90～180min。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的钛合金阴极辊筒，所述钛合金阴极辊筒本体的晶粒度可达10级以上，焊缝处距上表面3～5mm深的组织的晶粒度达10级以上。

优选地，所述钛合金阴极辊筒的外直径为1500mm以上，厚度为6～20mm。