CN109746270B - 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 - Google Patents
一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109746270B CN109746270B CN201910030421.1A CN201910030421A CN109746270B CN 109746270 B CN109746270 B CN 109746270B CN 201910030421 A CN201910030421 A CN 201910030421A CN 109746270 B CN109746270 B CN 109746270B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper foil
- rolling mill
- coiling machine
- rolling
- asynchronous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,将铜箔一端安装到卷取机一上,另一端依次经过左侧导辊、异步轧机、右侧导辊安装到卷曲机二上,卷取机一和卷取机二分别放置在温度为‑192℃~‑100℃的深冷箱中;开启卷取机,使带材形成张力;开启异步轧机机组进行深冷轧制;采用液压装置逐渐增加异步轧机的辊间压力,使轧辊成为负辊缝运行,直到整卷铜箔被轧制完成;转换轧制方向,调换轧机上下辊轧制异速比,重复2‑6次,制备出厚度≤5μm的高导电性能、高强度铜箔产品,铜箔的抗拉强度超过500MPa,该极薄铜箔在锂电池、电子、能源、航天和军事等产业的发展意义重大。
Description
技术领域
本发明属于金属材料轧制技术领域,特别涉及一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法。
背景技术
随着人们对工件尺寸降低的需要增加,极薄材料开发成为金属塑性加工领域的重要发展方向。然而,很多高附加值的极薄材料一直难以得到稳定生产,其中,铜箔就是这些材料之一。极薄厚度的铜箔是锂离子电池负极集流体主要材料,其生产技术的发展和性能的优劣将直接影响锂离子电池的制作工艺,性能和生产成本。开展对高性能、高附加值的锂离子电池用铜箔的研究,对铜箔工业以及电子、能源、航天和军事等产业的发展意义重大。
制备高性能金属铜箔一直面临两个挑战,第一个是铜箔厚度的降低。目前国内企业在制备铜箔过程中一般采用减小工作辊直径的方法。然而,当工作辊直径降低到一定的时候,铜箔的厚度不能够再进行降低。第二个是铜箔力学性能的降低。当铜箔厚度低于一定厚度时,传统轧制制备方法制备的铜箔会发生厚度软化行为,因而其强度难以达到要求。这两个问题与目前人们期望制备更薄以及更强的铜箔存在矛盾。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,采用该方法可以制备出高强度、高导电性能的厚度≤5μm的极薄铜箔。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,包括如下步骤:
第一步:以高导电的铜箔为原料,铜箔的厚度为8μm~12μm,宽度为100mm-600mm。
第二步:将铜箔一端安装到卷取机一上;
第三步:铜箔另一端依次经过左侧导辊、异步轧机、右侧导辊安装到卷曲机二上,卷取机一和卷取机二分别放置在温度为-192℃~-100℃的深冷箱中;
第四步:开启卷取机,使带材形成张力;
第五步:开启异步轧机机组进行深冷轧制;
第六步:采用液压装置逐渐增加异步轧机的辊间压力,使轧辊成为负辊缝运行,直到整卷铜箔被轧制完成;
第七步:转换轧制方向,调换轧机上下辊轧制异速比,重复第四步至第六步;
重复第七步2-6次,制备出厚度≤5μm的高导电性能、高强度铜箔产品,铜箔的抗拉强度超过500MPa。
所述第三步与第四步之间,还在异步轧机进出口位置设置设置冷却气体和润滑液一体的喷枪,向进出异步轧机的叠合铜箔上下表面喷射含有液氮的冷却气体及专门用于铜箔生产的深冷润滑液。。
所述第四步中使带材形成50-200MPa的张力。
所述第五步中异步轧机轧辊速度V2:V1为1.3~1.5之间。
所述第六步轧制过程中实现轧件道次压下率在15%-35%。
与现有技术相比,本发明可以制备出高强度、高导电性能的厚度≤5μm的极薄铜箔,采用该方法制备的极薄铜箔在锂电池、电子、能源、航天和军事等产业的发展意义重大。
附图说明
图1是本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,主要目的为制备高强度、高导电性能的厚度≤5μm的极薄铜箔,主要原理为利用异步轧制有效降低轧件的最小可轧厚度,同时,利用超低温塑性变形实现材料晶粒细化,实现材料强度增加。通过3~8个道次的超低温异步轧制方法,制备出高性能极薄铜箔。
如图1所示,本发明的具体步骤如下:
第一步:以高导电的铜箔3为原料,铜箔3的初始厚度为8μm~12μm,宽度为100mm-600mm。
第二步:将铜箔3的一端安装到卷取机一2上,卷取机一2放置在深冷箱一1中,深冷箱一1采用氮气进行冷却,温度为-192℃~-100℃。
第三步:将铜箔3的另一端经过左侧导辊、异步轧机、右侧导辊安装到卷曲机二18上。卷取机二18放置在深冷箱二19中,深冷箱二19采用氮气进行冷却,温度为-192℃~-100℃。左侧导辊包括导辊一4、导辊二5和导辊三6,右侧导辊包括导辊四15、导辊五16和导辊六17,其中导辊一4调整铜箔3进入异步轧机之前的走向,导辊六17调整铜箔3出异步轧机之后的走向,导辊二5和导辊三6上下对称,导辊四15和导辊五16上下对称,铜箔3从导辊二5和导辊三6的缝隙穿过,之后进入异步轧机,铜箔3出异步轧机后,从导辊四15和导辊五16的缝隙穿过,经导辊六17导向被卷取。异步轧机包括上支撑辊11、上工作辊9、下工作辊10和下支撑辊12,上工作辊9的速度为V1,下工作辊10的速度为V2。
第四步:开启异步轧机进口上侧的冷却气体和润滑液一体的喷枪一7、进口下侧的冷却气体和润滑液一体的喷枪二8、出口上侧的冷却气体和润滑液一体的喷枪三13和出口下侧的冷却气体和润滑液一体的喷枪四14及深冷润滑装置,采用专门用于铜箔生产的深冷润滑液。
第五步:开启各卷取机,使带材形成张力,张力大小为50-200MPa。
第六步:开启深冷异步轧机机组,异步轧机轧辊速度V2:V1为1.3~1.5之间。
第七步:采用液压装置逐渐增加上工作辊9和下工作辊10的辊间压力,使轧辊成为负辊缝运行,直到整卷铜箔被轧制完成。轧制过程中实现轧件道次压下率在15%-35%。
第八步:转换轧制方向,调换轧机上下辊轧制异速比,重复第四步至第八步。
重复第八步2-6次,制备出厚度≤5μm的高导电性能、高强度铜箔产品,铜箔的抗拉强度超过500MPa。
在本发明的一个具体实施例中,铜箔3的初始厚度为8μm,宽度为100mm,各深冷箱的温度为-150℃,带材形成的张力大小为120MPa,V2:V1为1.4,轧制过程中实现轧件道次压下率为20%,转换轧制方向,调换轧机上下辊轧制异速比,重复4次,轧制压下率达到15%,制备出厚度4.2μm的高导电性能、高强度铜箔产品,铜箔的抗拉强度超过500MPa。采用该技术制备的铜箔与原始铜带的导电性能相当。
Claims (4)
1.一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:以高导电的铜箔为原料,铜箔的厚度为8μm~12μm,宽度为100mm-600mm;
第二步:将铜箔一端安装到卷取机一上;
第三步:铜箔另一端依次经过左侧导辊、异步轧机、右侧导辊安装到卷取机二上,卷取机一和卷取机二分别放置在温度为-192℃~-100℃的深冷箱中;
第四步:开启卷取机,使带材形成张力;
第五步:开启异步轧机机组进行深冷轧制,异步轧机轧辊速度V2:V1为1.3~1.5之间;
第六步:采用液压装置逐渐增加异步轧机的辊间压力,使轧辊成为负辊缝运行,直到整卷铜箔被轧制完成;
第七步:转换轧制方向,调换轧机上下辊轧制异速比,重复第四步至第六步;
重复第七步2-6次,制备出厚度≤5μm的高导电性能、高强度铜箔产品,铜箔的抗拉强度超过500MPa。
2.根据权利要求1所述高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,其特征在于,所述第三步与第四步之间,还在异步轧机进出口位置设置冷却气体和润滑液一体的喷枪,向进出异步轧机的叠合铜箔上下表面喷射含有液氮的冷却气体及专门用于铜箔生产的深冷润滑液。
3.根据权利要求1所述高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,其特征在于,所述第四步中使带材形成50-200MPa的张力。
4.根据权利要求1所述高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法,其特征在于,所述第六步轧制过程中实现轧件道次压下率在15%-35%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910030421.1A CN109746270B (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910030421.1A CN109746270B (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109746270A CN109746270A (zh) | 2019-05-14 |
CN109746270B true CN109746270B (zh) | 2020-04-21 |
Family
ID=66405646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910030421.1A Active CN109746270B (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109746270B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110788134B (zh) * | 2019-09-27 | 2021-05-25 | 太原科技大学 | 一种镁合金超薄板带温轧—超低温冷轧生产工艺 |
CN114850239A (zh) * | 2021-02-03 | 2022-08-05 | 江苏福镁新材料科技有限公司 | 镁合金薄带卷连续生产***与方法 |
CN114309066A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-12 | 洛阳铜研智能装备有限公司 | 一种铜箔六辊轧机及其操作方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1012668B (zh) * | 1985-12-14 | 1991-05-29 | 东北工学院 | 大延伸接续式异步冷连轧机及工艺 |
CN102059250B (zh) * | 2010-11-09 | 2012-07-04 | 燕山大学 | 采用低温液氮冷却介质的电塑性二辊轧机 |
CN102172834B (zh) * | 2010-12-30 | 2015-04-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种单机架连续轧制的生产线及其工艺 |
CN203108932U (zh) * | 2013-01-29 | 2013-08-07 | 清华大学深圳研究生院 | 金属电致塑性异步轧制*** |
CN108296286A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-07-20 | 中南大学 | 一种制备高性能汽车用铝合金带材的连续可逆深冷轧制工艺与设备 |
CN108435791B (zh) * | 2018-05-02 | 2019-07-30 | 中南大学 | 一种制备层状铜/锂复合箔材的深冷异步轧制方法 |
CN109174967B (zh) * | 2018-08-29 | 2019-10-25 | 中南大学 | 一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置与方法 |
CN109174968A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-11 | 中南大学 | 一种制备超细晶金属带材的强脉冲电流辅助深冷异速异步轧制装置与方法 |
-
2019
- 2019-01-14 CN CN201910030421.1A patent/CN109746270B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109746270A (zh) | 2019-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109201735B (zh) | 一种高强度纯铜箔材深冷轧制制备方法 | |
CN109746270B (zh) | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷制备方法 | |
CN111957743B (zh) | 一种低针孔超宽超薄铝箔制备方法 | |
CN106670233B (zh) | 一种制备纳米锂铝双金属复合箔材的深冷轧制方法 | |
CN103544340B (zh) | 五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法 | |
CN109174967B (zh) | 一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置与方法 | |
CN104226868B (zh) | 一种球阀阀体复合轧环成形方法 | |
CN109746271B (zh) | 一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法 | |
CN102489958B (zh) | 一种成卷生产宽幅镁合金板的工艺及设备 | |
CN101510455A (zh) | 异形导线制造工艺及其装置 | |
CN103551421B (zh) | 一种热连轧自由板的卷取方法 | |
CN101637780B (zh) | 采用单机架十二辊可逆式冷轧机组生产钛带卷的方法 | |
CN108714626A (zh) | 一种制备贵金属纳米片的深冷异步轧制方法 | |
CN102430575A (zh) | 一种展平w状弧形镁合金坯板的工艺及装置 | |
CN110732554B (zh) | 一种制备锂/铜/锂箔材的深冷制备方法 | |
CN104493279B (zh) | 一种窄铅带生产工艺 | |
CN103372582A (zh) | 极薄带钢的卷取设备及方法 | |
CN205828008U (zh) | 一种电工用铜母线的生产设备 | |
CN112371723B (zh) | 一种制备极薄铜箔的复合带材梯度深冷轧制方法 | |
CN111957744A (zh) | 一种超宽超薄铝箔的轧制方法 | |
CN216297508U (zh) | 一种四辊压延的超薄锂带生产装置 | |
CN102350454B (zh) | 锂离子电池极片的去毛刺方法及其设备 | |
CN112934979B (zh) | 一种电池铝箔及其加工方法 | |
CN203325570U (zh) | 一种截面导线的加工设备 | |
CN220515026U (zh) | 一种制备超薄碱金属带材的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240423 Address after: No. 7, Zhongshan Street, Yantai Area, China (Shandong) Pilot Free Trade Zone, Yantai City, Shandong Province, 264006 Patentee after: YANTAI WANLONG VACUUM METALLURGY Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 410083 Hunan province Changsha Lushan Road No. 932 Patentee before: CENTRAL SOUTH University Country or region before: China |
|
TR01 | Transfer of patent right |