高精度铜板板形影响因素分析及优化

刘群

摘 要：经济的快速发展促进了我国对于各种工业材料的需求。高精度铜板是电子工业发展中的重要的基础一环，在高精度铜板的加工过程中应当注意做好对于铜板板形的控制，板形质量的高低直接影响到高精度铜板的产品质量和铜板的成材率。在高精度铜板的生产过程中铜板板形的生产质量和铜板生产过程中的材料品质和轧机有着密切的联系。本文将在分析影响高精度铜板加工质量因素的基础上通过做好高精度铜板轧机的机械设计以提高轧机的加工质量。

关键词：高精度铜板；轧机；板形；设计

中图分类号：TG339 文献标识码：A

板形是评价高精度铜板加工质量的一项重要的评价基础。高精度铜板板形的好坏直接影响到高精度铜板的成材率和后续加工。因此，在高精度铜板的加工过程中应当注意做好对于高精度铜板板形的控制。在高精度铜板的加工过程中，高精度铜板的板形除了受到高精度铜板加工时所使用的铜材品质外，还受到高精度铜板轧机加工质量的影响。因此，在高精度铜板板形的质量控制中应当在做好分析高精度铜板板形影响因素的基础上做好对于高精度铜板轧机的结构优化，最大限度地确保高精度铜板的加工质量。

1.高精度铜板板形影响因素分析

高精度铜板板形主要指的是完成对于铜板平辊的轧制后，通过将轧件放置在平台上用以检测加工后的铜板是否平直。如观测到铜板并不平直且带有一定的翘曲或是波浪，则代表着加工后的铜板内部存在着一定的残余应力，为确保高精度铜板板形品质应当在高精度铜板轧机的设计过程中做好对于高精度铜板轧机的结构优化，对高精度铜板轧机的轧辊直径、轧辊的张力、轧机的轧制速度等进行进一步的研究设计，确保高精度铜板轧机工作时能够将轧制力均匀的分布在轧制的铜板上，以使得轧制出来的铜板平直不翘曲、不波浪。

在高精度铜板的生产过程中，理论上完成高精度铜板轧制后所生产出来的高精度铜板的板形是平坦的，在铜板的内部材料应力均匀地分布在整个高精度铜板的宽度方向。但是在实际的铜板板材的加工过程中受到加工材料、加工设备以及加工工艺的影响使得高精度铜板在加工后应力并不均匀分布在高精度铜板带宽方向，从而使得这些残余应力在后期应力释放中致使高精度铜板产生不规则的变化，使得高精度铜板产生变形。在高精度铜板轧制过程中常见的板形缺陷主要有：单边浪、双边浪、复合浪、局部浪等。这些高精度铜板板形缺陷都与高精度铜板轧制过程中工作辊间辊缝隙形状的改变密切相关。为做好对于高精度铜板轧机的结构优化应当对高精度铜板轧机轧制工作中轧辊的受力做好分析。

高精度铜板轧制质量的好坏与来料板形的好坏有着密切的联系，要求高精度铜板来料板的断面形状与高精度铜板轧制时的辊缝形状相匹配。高精度铜板轧辊在工作中的受力如图1所示。根据图1中所显示的高精度铜板轧辊的受力，高精度铜板轧机轧辊在轧制的过程中其受力是不均匀的，轧辊的受力是中间大两边小致使高精度铜板在轧制完成后中间铜板的厚度要厚于铜板的两边，这种铜板板材厚度的不均匀性分布与轧件的宽度对辊身长度的比值密切相关，比值越小则板材厚度的不均匀性越大。此外，在高精度铜板轧机工作的过程中轧件的宽度范围以外的而区域会在辊间形成一个有害的弯矩，从而使得高精度铜板轧机轧辊产生多余的弯曲应力致使轧辊变形。

在高精度铜板轧制的过程中，高精度铜板轧机的工作辊会受到条件变化的影响，从而使得轧辊原始磨削辊型产生了较大的变化，造成这一变化的原因主要有内、外因两个方面。其内因是由于高精度铜板轧制过程中所产生的高温致使轧辊温度上升引起的变形，外因则是由于铜板与轧辊滑动接触所产生的摩擦热从而使得轧辊产生温度变形。在高精度铜板的加工过程中，轧制铜板张力的变化也会对高精度铜板板形产生较大的影响。张力变化会使得轧制压力产生波动，此外张力的分布也会产品横向流动产生较大的影响。在高精度铜板板形的影响因素中，高精度铜板加工中的工艺润滑条件会对高精度铜板加工中的工作状况产生一定的影响，从而直接影响到高精度铜板轧制板形质量。

2.做好对于高精度铜板轧机的结构优化

在高精度铜板的轧制过程中，为了获得高质量的高精度铜板轧制带材，除了做好对于铜板板材材质的把控外，应当做好对于高精度铜板轧机的结构优化实现对于高精度铜板轧机轧辊辊缝的调整，补偿各影响因素对于高精度铜板轧机辊缝的影响。在高精度铜板的加工过程中必须要做好对于高精度铜板轧制宽度跨距范围内的全辊缝形状的控制。在高精度铜板轧制过程中可以通过以下的方式实现对于高精度铜板板形的控制：

（1）倾斜调节，在高精度铜板轧制的过程中如出现单边浪时，在对高精度铜板轧机轧辊缝隙的调节过程中需要及时、准确地对所需调节的单侧进行下压避免出现跑偏压折，从而造成高精度铜板板形恶化或是高精度铜板断裂。在倾斜调节的过程中可以采用人工或是自动调节的方式。

（2）在高精度铜板轧制时为了对高精度铜板轧机工作辊辊缝进行补偿，可以通过在工作辊或是支撑辊辊颈处施加液压弯辊力从而改变高精度铜板轧制过程中高精度铜板轧机工作辊与支撑辊之间力的分布，从而使得高精度铜板轧制的轧制力沿着辊缝的宽向分布更为均匀。此种液压补偿的方法主要是用来克服高精度铜板轧机在四辊轧机上轧制时所带来的轧辊接触压力的不均而带来的有害弯距，通过采用弯辊调节方式用以抵消弯距所引起的高精度铜板轧机轧辊变形。此外，这一高精度铜板板形调节方式能够对中浪或是双边浪产生较为良好的调节效果。

（3）工艺冷却润滑液调节方式，在高精度铜板轧制的过程中采用工艺冷却除了对轧辊与铜材的接触进行润滑外还能够对轧辊产生一定的冷却效果。做好对于高精度铜板轧机轧辊的工艺冷却，通过对轧辊长度方向的冷却液的流量或是压力进行改变能够有效地改变轧辊各处的冷却条件，起到调节轧辊热凸度的作用，改变高精度铜板轧机宽向辊缝的分布。

（4）为了弥补高精度铜板轧机轧辊弹性压扁和受力变形，一般会将冷轧机的工作辊的上辊磨削到一定的凸度。这一凸度与高精度铜板的厚度和轧制工艺密切相关，一般来说，根据高精度铜板的加工要求需要将高精度銅板轧机的工作辊磨削到0.02mm～0.03mm的凸度以避免出现边浪缺陷。

结语

高精度铜板板形与轧机的工作特性密切相关，本文在分析高精度铜板板形影响因素的基础上对如何做好高精度铜板轧机的优化提出了几点建议，以确保高精度铜板板形质量。

参考文献

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