CN105058064B - 一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法，该方法充分利用紫铜铸坯导热性强的特点，在热轧后，对铸坯的上下表面进行强制快速冷却，细化了冷却层中的晶粒，提高冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性；进一步的，快速冷却后，对铸坯进行二次热轧处理，通过在再结晶温度以下对铸坯进行微量冷加工变形，利用热轧机进行低温轧制，使得冷却层的强度和硬度进一步提高。后期铣削时，严格控制单面铣削量略小于上述冷却层厚度，显著减少了铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，甚至是完全避免，提高了铸坯铣削后的表面质量，进而提高了压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及铜材加工技术领域，尤其是涉及一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法。
背景技术
随着电子装置向轻、薄、小、多功能化方向发展，对印制线路用紫铜压延铜箔的质量要求越来越高。
压延铜箔的生产工艺主要包括熔铸、轧制以及表面处理。熔铸产出的铸坯的质量直接影响到铜箔的组织性能、力学性能和电性能。铸坯应具有较少的孔洞、划伤、起皮、粘铜等缺陷，以提高紫铜压延铜箔的组织性能、力学性能和电性能，减少轧制和表面处理过程中发生的穿孔、撕裂等现象，提高压延铜箔的成品率。
鉴于紫铜本身的强度和硬度较低，而塑性及韧性较大，铣削紫铜铸坯时，铸坯表面容易出现黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象，给后续工序加工造成很大的影响，尤其是在轧制和表面处理过程中容易发生铜箔穿孔、铜箔撕裂等现象，严重影响了生产效率，同时也给目标产品铜箔的组织性能、力学性能和电性能带来较大消极影响，严重影响了产品质量。
因此，如何在铣削紫铜铸坯时，减少铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，提高铸坯铣削后的表面质量是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法，该方法在铣削紫铜铸坯时，能够减少铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，甚至是完全避免，能够提高铸坯铣削后的表面质量，进而能够提高压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法，包括以下步骤：
1)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为350℃～550℃，得到厚度为14mm～25mm的铸坯；
2)用水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，将铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～250℃；
3)将步骤2)冷却后的铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为5％～10％，得到厚度为12mm～24mm的铸坯；
4)将步骤3)二次热轧处理得到的铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.2mm～1.0mm；
5)用清水冲洗步骤4)铣削后的铸坯的上表面和下表面；
6)将步骤5)得到的铸坯上表面和下表面的清水挤干。
优选的，所述步骤1)热轧前对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为830℃～880℃，均匀化处理的时间为2h～3h。
优选的，所述步骤2)中的水为去离子水，所述冷却方式为层流冷却。
优选的，所述步骤3)中二次热轧处理后铸坯的上表面和下表面的硬度均为130HV～150HV。
优选的，当所述步骤3)二次热轧处理后的铸坯上表面和/或下表面温度大于100℃时，对所述铸坯进行二次水冷冷却，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，将所述铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～40℃。
优选的，所述步骤4)与步骤5)之间还包括，采用尼龙刷对铸坯的上表面和下表面进行抛光处理。
优选的，所述抛光处理与步骤4)之间还包括对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为460℃～490℃，退火处理的时间为4h～6h。
本发明的有益技术效果为：
1.本发明充分利用紫铜铸坯导热性强的特点，在热轧后，对铸坯的上下表面进行强制快速冷却，由350℃～550℃在短时间内冷却至20℃～250℃，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，阻止了冷却层中晶粒的长大，细化了冷却层中的晶粒，提高冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性，后期铣削时，严格控制单面铣削量略小于上述冷却层厚度，由于冷却层的强度和硬度得以提高，相对于原来直接在紫铜铸锭铣削，显著减少了铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，甚至是完全避免，提高了铸坯铣削后的表面质量，进而提高了压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
2.本发明中，铸坯上下表面快速冷却后，进一步地对铸坯进行二次热轧处理，通过在再结晶温度以下对铸坯进行微量冷加工变形，利用热轧机进行低温轧制，严格控制轧制力与轧制速度等参数，使得上述冷却层发生金属塑性变形，使得冷却层的强度和硬度进一步提高，后期铣削时，严格控制单面铣削量略小于上述冷却层厚度，由于冷却层的强度和硬度得以提高，相对于原来直接在紫铜铸锭铣削，显著减少了铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，甚至是完全避免，提高了铸坯铣削后的表面质量，进而提高了压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法，包括以下步骤：
1)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为350℃～550℃，得到厚度为14mm～25mm的铸坯；
2)用水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，将铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～250℃；
3)将步骤2)冷却后的铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为5％～10％，得到厚度为12mm～24mm的铸坯；
4)将步骤3)二次热轧处理得到的铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.2mm～1.0mm；
5)用清水冲洗步骤4)铣削后的铸坯的上表面和下表面；
6)将步骤5)得到的铸坯上表面和下表面的清水挤干。
首先，将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为350℃～550℃，得到厚度为14mm～25mm的铸坯。本发明对热轧处理工艺及设备没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的热轧工艺及设备即可。
然后，用水对所述铸坯的上下表面进行冷却处理，控制冷却用水与铸坯的接触部位，使得仅对铸坯的上下表面进行快速冷却，而铸坯的侧面及内部基本不冷却。
控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，将铸坯上下表面的温度冷却至20℃～250℃，优选为20℃～200℃。
在本发明的一个实施例中，上述冷却用水优选为去离子水，以减少在快速冷却过程中，冷却用水中的离子、杂质等物质从铸坯的上下表面渗入铸坯内部，对铸坯造成污染，影响后续的加工处理及产品质量。
进一步的，冷却方式为层流冷却，充分利用层流冷却方式的快速的强制冷却能力，对铸坯的上下表面进行快速冷却，在铸坯的上下表面分别得到一定厚的的冷却层。
通过对铸坯上下表面进行快速冷却，由350℃～550℃在短时间内冷却至20℃～250℃，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，阻止了冷却层中晶粒的长大，细化了冷却层中的晶粒，提高冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性。
然后，将步骤2)冷却后的铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为5％～10％，得到厚度为12mm～24mm的铸坯。优选的，控制二次热轧处理后铸坯的上表面和下表面的硬度均为130HV～150HV。
本发明在对铸坯上下表面快速冷却后，通过对铸坯进行二次热轧处理，在再结晶温度以下对铸坯进行微量冷加工变形，利用热轧机进行低温轧制，严格控制轧制力与轧制速度等参数，使得上述冷却层发生金属塑性变形，使得冷却层的强度和硬度进一步提高，使得冷却层的塑性和韧性进一步减小。
然后，将二次热轧处理得到的铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.2mm～1.0mm，使其小于上述冷却层的厚度，鉴于上述的快速冷却提高了冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性；上述的热轧机低温二次轧制进一步提高了冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性，使得铣刀铣削时，铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象发生的次数显著减少，甚至是完全避免，提高了铸坯铣削后的表面质量，进而提高了压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
针对铣削后，铸坯上下表面残留的脏污、铜粉等物质，本发明采用清水对铸坯表面进行冲洗，先冲洗上表面，再冲洗侧面，最后冲洗下表面，以尽量减少铸坯表面的污物残留。
最后，将铸坯表面的清水挤干。优选的，采用一对橡胶辊将铸坯表面的清水挤干。
在本发明的一个实施例中，所述步骤1)热轧前对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为830℃～880℃，均匀化处理的时间为2h～3h。通过均匀化热处理，消除或降低紫铜凝固过程中产生的枝晶偏析，消除或降低晶内化学成分和组织的不均匀性，消除或减少在铸锭快速冷却时所产生的内应力，改善铸锭的热塑性，利于后续的热轧处理。
在本发明的一个实施例中，当所述步骤3)二次热轧处理后的铸坯上表面和/或下表面温度大于100℃时，对所述铸坯进行二次水冷冷却，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，将所述铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～40℃。与上述的水冷原理相同，充分利用紫铜导热性强的特点，对铸坯上下表面进行快速冷却，阻止了冷却层中晶粒的长大，细化了冷却层中的晶粒，提高冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性。
在本发明的一个实施例中，所述步骤4)与步骤5)之间还包括，采用尼龙刷对铸坯的上下表面进行抛光处理。通过采用尼龙刷对铣削后的铸坯表面进行刷洗，去除铣削过程中的铜粉，提高了铸坯的表面质量。
根据上述，单面铣削量略小于冷却层的厚度，当铣削后，铸坯上下表面会遗留一定厚度的冷却层，该冷却层的组织性能和力学性能与铸坯主体的不同，其硬度和强度高于铸坯主体的强度和硬度，塑性和韧性低于铸坯主体的塑性和韧性，如此会对后期的冷轧等工序处理造成较大影响，也会影响目标产品铜箔的产品质量。为此，在本发明的一个实施例中，所述抛光处理与步骤4)之间还包括对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为460℃～490℃，退火处理的时间为4h～6h。通过退火处理，降低了冷却层的硬度和强度，使得铸坯整体上组织性能和力学性能更趋一致和均匀，改善了切削加工性，利于后期的冷轧加工；消除了前期快速冷却、低温热轧造成的残余应力，稳定了铸坯尺寸，减少了后期加工中铸坯变形与裂纹倾向；细化了晶粒，调整了组织，消除组织缺陷。
本发明充分利用紫铜铸坯导热性强的特点，在热轧后，对铸坯的上下表面进行强制快速冷却，由350℃～550℃在短时间内冷却至20℃～250℃，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，阻止了冷却层中晶粒的长大，细化了冷却层中的晶粒，提高冷却层的强度和硬度，减小了冷却层的塑性和韧性；进一步的，本发明中，铸坯上下表面快速冷却后，对铸坯进行二次热轧处理，通过在再结晶温度以下对铸坯进行微量冷加工变形，利用热轧机进行低温轧制，严格控制轧制力与轧制速度等参数，使得上述冷却层发生金属塑性变形，使得冷却层的强度和硬度进一步提高。铸坯上下表面的强度和硬度提高后，后期铣削时，严格控制单面铣削量略小于上述冷却层厚度，由于冷却层的强度和硬度得以提高，相对于原来直接在紫铜铸锭铣削，显著减少了铸坯表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象的发生，甚至是完全避免，提高了铸坯铣削后的表面质量，进而提高了压延铜箔生产的生产效率和产品质量。
本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为830℃，均匀化处理的时间为3h。
2)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为550℃，得到厚度为13.33mm的铸坯；
3)用去离子水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为20℃/s，控制冷却层厚度为0.4mm，将上表面和下表面的温度均冷却至250℃；
4)将铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为10％，得到厚度为12mm的铸坯，二次热轧处理后铸坯的上表面的硬度为150HV，下表面的硬度为146HV；
5)将铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.2mm；
6)对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为490℃，退火处理的时间为4h；
7)采用尼龙刷对铸坯的上表面和下表面进行抛光处理；
8)用清水冲洗铸坯的上表面和下表面；
9)用一对橡胶辊将铸坯上表面和下表面的清水挤干。
本实施例中，铸坯的上表面和下表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象明显减少，铸坯铣削后的表面质量良好。
实施例2
1)对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为855℃，均匀化处理的时间为2.5h。
2)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为450℃，得到厚度为12.5mm的铸坯；
3)用去离子水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为15℃/s，控制冷却层厚度为0.8mm，将上表面和下表面的温度均冷却至50℃；
4)将铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为8％，得到厚度为11.5mm的铸坯，二次热轧处理后铸坯的上表面的硬度为140HV，下表面的硬度为143HV；
5)将铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.6mm；
6)对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为475℃，退火处理的时间为5h；
7)采用尼龙刷对铸坯的上表面和下表面进行抛光处理；
8)用清水冲洗铸坯的上表面和下表面；
9)用一对橡胶辊将铸坯上表面和下表面的清水挤干。
本实施例中，铸坯的上表面和下表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象明显减少，铸坯铣削后的表面质量良好。
实施例3
1)对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为880℃，均匀化处理的时间为2h。
2)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为350℃，得到厚度为20mm的铸坯；
3)用去离子水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为10℃/s，控制冷却层厚度为1.2mm，将上表面和下表面的温度均冷却至20℃；
4)将铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为5％，得到厚度为19mm的铸坯，二次热轧处理后铸坯的上表面的硬度为130HV，下表面的硬度为136HV；
5)将铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为1.0mm；
6)对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为460℃，退火处理的时间为6h；
7)采用尼龙刷对铸坯的上表面和下表面进行抛光处理；
8)用清水冲洗铸坯的上表面和下表面；
9)用一对橡胶辊将铸坯上表面和下表面的清水挤干。
本实施例中，铸坯的上表面和下表面黏刀、划伤、压入铜粉、起皮等现象明显减少，铸坯铣削后的表面质量良好。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (7)
1.一种压延铜箔用紫铜铸坯的铣削方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将紫铜铸锭进行热轧处理，控制终轧温度为350℃～550℃，得到厚度为14mm～25mm的铸坯；
2)用水对所述铸坯的上表面和下表面进行冷却处理，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，控制冷却层厚度为0.4mm～1.2mm，将铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～250℃；
3)将步骤2)冷却后的铸坯进行二次热轧处理，控制压下率为5％～10％，得到厚度为12mm～24mm的铸坯；
4)将步骤3)二次热轧处理得到的铸坯进行铣削处理，控制单面铣削量为0.2mm～1.0mm；
5)用清水冲洗步骤4)铣削后的铸坯的上表面和下表面；
6)将步骤5)得到的铸坯上表面和下表面的清水挤干。
2.根据权利要求1所述的铣削方法，其特征在于，所述步骤1)热轧前对铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为830℃～880℃，均匀化处理的时间为2h～3h。
3.根据权利要求1所述的铣削方法，其特征在于，所述步骤2)中的水为去离子水，所述冷却方式为层流冷却。
4.根据权利要求1所述的铣削方法，其特征在于，所述步骤3)中二次热轧处理后铸坯的上表面和下表面的硬度均为130HV～150HV。
5.根据权利要求1所述的铣削方法，其特征在于，当所述步骤3)二次热轧处理后的铸坯上表面和/或下表面温度大于100℃时，对所述铸坯进行二次水冷冷却，控制冷却速度为10℃/s～20℃/s，将所述铸坯上表面和下表面的温度均冷却至20℃～40℃。
6.根据权利要求1所述的铣削方法，其特征在于，所述步骤4)与步骤5)之间还包括，采用尼龙刷对铸坯的上表面和下表面进行抛光处理。
7.根据权利要求6所述的铣削方法，其特征在于，所述抛光处理与步骤4)之间还包括对铸坯进行退火处理，所述退火处理的温度为460℃～490℃，退火处理的时间为4h～6h。
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