[發明專利]一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法

有效

• 申請號: 202011088285.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112371723B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 喻海良;吳雨澤;余飛龍;劉娟;崔曉輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B21B1/40
• 分類號: B21B1/40;B21B3/00;B21B37/00;B21B37/74;C21D1/26;C21D9/52;C22F1/18;C21D1/773
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法，將原始厚度為9?12μm的退火軋制銅箔分成兩卷，對厚度為0.5?1.5mm的剛性層帶材進行低溫退火，確保剛性層帶材中殘余應力分布均勻，按照銅箔/剛性層帶材/銅箔的順序進行組合得到復合層狀帶材；冷卻使銅箔溫度為?40℃～?100℃，防止銅箔與剛性層帶材之間的界面發生機械結合或者冶金結合；開啟冷軋機，軋輥輥縫設置為剛性層帶材厚度的95～99％，將深冷處理的復合層狀帶材通過軋輥輥縫，進行小壓下率軋制，壓下率為1?5％；將軋制后的銅箔進行真空退火將銅箔軟化；重復上述步驟，制備出厚度為3～5μm的銅箔，所得銅箔具有優異的機械性能，同時，可實現單面粗糙單面光亮，具有在電路板、電池、新能源汽車、航空航天等行業具有工業應用前景。

技術領域

本發明屬于金屬材料軋制技術領域，特別涉及一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法。

背景技術

隨著電子技術等領域的快速發展，極薄銅箔的需求逐年增加。與此同時，市場期望銅箔的厚度越來越薄。然而，市場上絕大部分軋制銅箔的厚度都大于 9μm，已經不能夠滿足市場的需求。

對于銅箔軋制，通常實現材料厚度降低的方法為減小軋輥直徑，比如采用 20輥軋機。另一種方法為采用異步軋制。異步軋制過程中軋件承受剪切應變，因而其最小可軋厚度相對于傳統軋制而言大幅度降低。然而，對于上面兩種方法，都存在一定的約束條件。對于減小軋輥直徑的方法，軋輥的撓度會降低，因而，難以控制軋件板形質量。對于第二中方法，異步軋制過程與張力的協調控制至關重要，對自動控制水平要求高，與此同時，也必須防止軋輥異速比對軋件的擦傷。值得一提的是，對于該工藝，需要采用定制的異步軋機才能實現。

為了克服上述兩種方法的不足，實現銅箔制備過程對設備要求的降低，本專利發明了一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法。采用該方法制備的銅箔的厚度可以降低到5μm以下，同時，采用普通的冷軋機便可以實現生產。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法，以制備高韌性、高導電性能厚度在5μm以下的軋制銅箔。采用該工藝，可以簡化軋機設備要求，也可以保障材料具有良好的綜合性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種制備極薄銅箔的復合帶材梯度深冷軋制方法，包括如下步驟：

第一步：將原始厚度為9-12μm的退火軋制銅箔分成兩卷，兩卷尺寸一致或接近一致；

第二步：對剛性層帶材進行低溫退火，確保剛性層帶材中殘余應力分布均勻，所述剛性層帶材的材料為高強度鈦合金或者鈮合金，厚度為0.5-1.5mm，寬度與銅箔的寬度相同；

第三步：按照銅箔/剛性層帶材/銅箔的順序進行組合得到復合層狀帶材；

第四步：冷卻使銅箔溫度為-40℃～-100℃，防止銅箔與剛性層帶材之間的界面發生機械結合或者冶金結合；

第五步：開啟冷軋機，軋輥輥縫設置為剛性層帶材厚度的95～99％，考慮軋輥彈性變形的情況下，確保剛性層帶材不發生變形，軋制變形全部集中在復合帶材的銅箔，將深冷處理的復合層狀帶材通過軋輥輥縫，進行小壓下率軋制，壓下率為1-5％；

第六步：將軋制后的銅箔進行卷曲，對銅箔進行真空退火，退火溫度為 300-600℃，將銅箔軟化；

第七步：重復第一步到第六步2-5次，制備出厚度為3～5μm的銅箔。

所述對剛性層帶材進行低溫退火的溫度為其合金熔點的0.2～0.3倍，以實現剛性層帶材中殘余應力分布均勻。

所述剛性層帶材的長度為銅箔長度的2倍。

所述第四步使用氮氣冷卻噴槍進行冷卻。