CN109174967A - 一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置与方法 - Google Patents
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Abstract
一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，包括原料卷取机、下工作辊、上工作辊、上支撑辊和产品卷取机，铜箔原料一端设置于原料卷取机上，另一端穿过下工作辊与上工作辊之间辊缝，绕上工作辊后再穿过上工作辊与上支撑辊之间辊缝，设置于产品卷取机上，下工作辊下方设置有下支撑辊，所述下工作辊和上工作辊半径相同，均为R1，上支撑辊与下支撑辊半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间，上工作辊和下工作辊的速度V2：V1为1.4～3.0之间，使铜箔往上工作辊7翘曲；本发明还提供了相应的轧制方法，可制备出4μm～6μm以及更薄厚度、高机械性能、高导性能的铜箔，满足高端锂离子电池生产的技术要求。
Description
技术领域
本发明属于金属材料轧制技术领域，特别涉及一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置与方法。
背景技术
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。
目前轧制铜箔主要采用X型六辊轧机，其减薄轧件主要手段是采用较小的工作辊径和高速轧制形成的辊缝间高压油膜，轧件厚度遵循传统轧制最小可轧厚度原理。这种工艺设备复杂，成本较高，而铜箔极限厚度受轧辊辊径制约难以减小，9μm以下超薄铜箔仍然无法大批量稳定生产。
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超薄铜箔连续异速、异步轧制装置与方法，可制备出4μm～6μm以及更薄厚度、高机械性能、高导性能的铜箔，满足高端锂离子电池生产的技术要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，包括原料卷取机1、下工作辊6、上工作辊7、上支撑辊9和产品卷取机13，铜箔原料一端设置于原料卷取机1上，另一端穿过下工作辊6与上工作辊7之间辊缝，绕上工作辊7后再穿过上工作辊7与上支撑辊9之间辊缝，设置于产品卷取机13上。
在原料卷取机1与上工作辊7之间设置有下导辊3，产品卷取机13与上工作辊7之间设置有上导辊11，在下工作辊6与上工作辊7之间辊缝入口位置设置有上侧润滑装置5和下侧润滑装置4，上工作辊7与上支撑辊9之间辊缝入口位置设置有右侧润滑装置8。
所述下工作辊6下方设置有下支撑辊10，所述下工作辊6和上工作辊7半径相同，均为R1，上支撑辊9与下支撑辊10半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
所述上工作辊7和下工作辊6的速度V2：V1为1.4～3.0之间，使铜箔往上工作辊7翘曲。
本发明还提供了利用所述超薄铜箔连续异速、异步轧制装置的轧制方法，包括如下步骤：
第一步，装好铜箔带材2，开启原料卷取机1和产品卷取机13，使铜箔带材2形成张力；
第二步，开启上工作辊7和下工作辊6，上工作辊7的速度大于下工作辊6的速度，使铜箔带材2往上工作辊7翘曲，同时，上支撑辊9与下支撑辊10被动传动；
第三步：采用液压装置逐渐增加辊间压力，使工作辊之间成为负辊缝运行；
第四步：调节原料卷取机1速度，使铜箔带材2形成张力；
完成上述步骤后，连续生产直到原料卷取机上所有铜箔被轧完，铜箔带材2依次经过异速异步轧制和异径异步轧制，实现箔材厚度的最大尺寸降低，制备出4μm～6μm的铜箔产品12。
所述铜箔带材2的厚度为10μm～20μm，宽度为100mm-600mm。
所述轧制过程中，开启润滑装置，向进入辊缝的铜箔带材2喷射润滑液。
所述第一步和第四步中，形成的张力大小为10-50MPa。
所述上工作辊7和下工作辊6的速度V2：V1为1.4～3.0之间，所述下工作辊6和上工作辊7半径相同，均为R1，上支撑辊9与下支撑辊10半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
与现有技术相比，本发明主要原理为利用在异步轧制过程轧件存在较大的搓轧区域，实现轧件在塑性变形区域发生较大的剪切变形，实现材料厚度更薄。与此同时，利用轧件在异速异步轧制过程中，当异速比较大的时候，轧件会发生翘曲，这样可以自动卷入工作辊与支撑辊之间，形成异径异步轧制，使箔材厚度最大能力的降低。
采用本发明装置与方法，可以一个道次实现铜箔厚度降低到4μm～6μm，甚至更薄厚度。采用该方法制备的超薄铜箔在锂电池、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是本发明超薄铜箔连续异速、异步轧制装置结构示意图。
1.原料卷取机；2.铜箔带材，厚度为10μm-20μm；3.下导辊；4.下侧润滑装置；5.上侧润滑装置；6.下工作辊；7.上工作辊；8.右侧润滑装置；9.上支撑辊；10.下支撑辊；11.上导辊；12.制备的铜箔，厚度为4μm-6μm，或者更薄；13.产品卷取机。
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。
如图1所示，本发明一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，包括原料卷取机1、下工作辊6、上工作辊7、上支撑辊9、下支撑辊10和产品卷取机13，铜箔原料一端设置于原料卷取机1上，另一端穿过下工作辊6与上工作辊7之间辊缝，绕上工作辊7后再穿过上工作辊7与上支撑辊9之间辊缝，设置于产品卷取机13上。
在原料卷取机1与上工作辊7之间设置有下导辊3，产品卷取机13与上工作辊7之间设置有上导辊11，在下工作辊6与上工作辊7之间辊缝入口位置设置有上侧润滑装置5和下侧润滑装置4，上工作辊7与上支撑辊9之间辊缝入口位置设置有右侧润滑装置8。
下工作辊6和上工作辊7半径相同，均为R1，上支撑辊9与下支撑辊10半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
采用该装置的连续异速、异步轧制方法，包括如下步骤：
第一步：以高导电的铜箔带材2为原料，扎制前的厚度为10μm～20μm，宽度为100mm-600mm。
第二步：将铜箔带材2安在原料卷取机1上，将一端依次经下导辊3、下工作辊6与上工作辊7、上工作辊7与上支撑辊9、上导辊11，并安装在产品卷曲机13上。
第三步：开启所有润滑装置，采用专门用于铜箔生产的润滑液。
第四步：开启原料卷取机1和产品卷取机13，使铜箔带材2形成张力，张力大小为10-50MPa。
第五步：开启上工作辊7与下工作辊6，轧辊速度V2：V1为1.4～3.0之间，使铜箔带材2往上辊翘曲，同时，支撑辊被动传动。其中，下工作辊6与上工作辊7半径相同，均为R1，取值为25mm～45mm。上支撑辊9与下支撑辊10半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
第六步：采用液压装置逐渐增加辊间压力，使工作辊之间成为负辊缝运行。
第七步：调节原料卷取机1速度，使铜箔带材2形成张力，张力大小为10-50MPa。
完成上述步骤后，连续生产直到原料卷取机上所有铜箔被轧完，铜箔依次经过异速异步轧制和异径异步轧制，实现箔材带材2厚度的最大尺寸降低，制备出4μm～6μm的铜箔产品12。
本发明的一个具体实施例如下：
5μm厚度铜箔连续异速、异径异步轧制制备，参考图1，步骤如下：
第一步：以高导电的铜箔带材2为原料，扎制前的厚度为12μm，宽度为100mm。
第二步：将铜箔带材2安在原料卷取机1上，将一端依次经下导辊3、下工作辊6与上工作辊7、上工作辊7与上支撑辊9、上导辊11，并安装在产品卷曲机13上。
第三步：开启所有润滑装置，采用专门用于铜箔生产的润滑液。
第四步：开启产品卷曲机13，使铜箔带材2形成张力，张力大小为40MPa。
第五步：开启上工作辊7与下工作辊6，轧辊速度V2：V1为1.6，使铜箔带材2往上辊翘曲，同时，支撑辊被动传动。其中，下工作辊6与上工作辊7半径相同，均为30mm。上支撑辊9与下支撑辊10半径相同，均为60mm。
第六步：采用液压装置逐渐增加辊间压力，使工作辊之间成为负辊缝运行。
第七步：调节原料卷取机1速度，使铜箔带材2形成张力，张力大小为30MPa。
完成上述步骤后，连续生产直到原料卷取机上所有铜箔被轧完，铜箔依次经过异速异步轧制和异径异步轧制，实现箔材厚度的最大尺寸降低，制备出5μm厚度的铜箔产品。
Claims (9)
1.一种超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，其特征在于，包括原料卷取机(1)、下工作辊(6)、上工作辊(7)、上支撑辊(9)和产品卷取机(13)，铜箔原料一端设置于原料卷取机(1)上，另一端穿过下工作辊(6)与上工作辊(7)之间辊缝，绕上工作辊(7)后再穿过上工作辊(7)与上支撑辊(9)之间辊缝，设置于产品卷取机(13)上。
2.根据权利要求1所述超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，其特征在于，在原料卷取机(1)与上工作辊(7)之间设置有下导辊(3)，产品卷取机(13)与上工作辊(7)之间设置有上导辊(11)，在下工作辊(6)与上工作辊(7)之间辊缝入口位置设置有上侧润滑装置(5)和下侧润滑装置(4)，上工作辊(7)与上支撑辊(9)之间辊缝入口位置设置有右侧润滑装置(8)。
3.根据权利要求1所述超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，其特征在于，所述下工作辊(6)下方设置有下支撑辊(10)，所述下工作辊(6)和上工作辊(7)半径相同，均为R1，上支撑辊(9)与下支撑辊(10)半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
4.根据权利要求1或3所述超薄铜箔连续异速、异步轧制装置，其特征在于，所述上工作辊(7)和下工作辊(6)的速度V2：V1为1.4～3.0之间，使铜箔往上工作辊(7)翘曲。
5.利用权利要求1所述超薄铜箔连续异速、异步轧制装置的轧制方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，装好铜箔带材(2)，开启原料卷取机(1)和产品卷取机(13)，使铜箔带材(2)形成张力；
第二步，开启上工作辊(7)和下工作辊(6)，上工作辊(7)的速度大于下工作辊(6)的速度，使铜箔带材(2)往上工作辊(7)翘曲，同时，上支撑辊(9)与下支撑辊(10)被动传动；
第三步：采用液压装置逐渐增加辊间压力，使工作辊之间成为负辊缝运行；
第四步：调节原料卷取机(1)速度，使铜箔带材(2)形成张力；
完成上述步骤后，连续生产直到原料卷取机上所有铜箔被轧完，铜箔带材(2)依次经过异速异步轧制和异径异步轧制，实现箔材厚度的最大尺寸降低，制备出4μm～6μm的铜箔产品(12)。
6.根据权利要求5所述超薄铜箔连续异速、异步轧制方法，其特征在于，所述铜箔带材(2)的厚度为10μm～20μm，宽度为100mm-600mm。
7.根据权利要求5所述超薄铜箔连续异速、异步轧制方法，其特征在于，所述轧制过程中，开启润滑装置，向进入辊缝的铜箔带材(2)喷射润滑液。
8.根据权利要求5所述超薄铜箔连续异速、异步轧制方法，其特征在于，所述第一步和第四步中，形成的张力大小为10-50MPa。
9.根据权利要求5所述超薄铜箔连续异速、异步轧制方法，其特征在于，所述上工作辊(7)和下工作辊(6)的速度V2：V1为1.4～3.0之间，所述下工作辊(6)和上工作辊(7)半径相同，均为R1，上支撑辊(9)与下支撑辊(10)半径相同，均为R2，R2：R1为1.5～2.5之间。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109746270A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷叠轧分离制备方法 |
| CN109746271A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法 |
| CN112563444A (zh) * | 2019-09-25 | 2021-03-26 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用 |
| CN113118212A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 上海五星铜业股份有限公司 | 一种宽幅箔材轧机及轧制方法 |
| 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 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102989766A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-03-27 | 东北大学 | 一种金属极薄带的轧制方法 |
| CN106944479A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-14 | 东北大学 | 一种薄带材单机架连轧机及实施方法 |
| US10023944B2 (en) * | 2014-04-01 | 2018-07-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Compositions and integrated processes for advanced warm-forming of light metal alloys |
-
2018
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102989766A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-03-27 | 东北大学 | 一种金属极薄带的轧制方法 |
| US10023944B2 (en) * | 2014-04-01 | 2018-07-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Compositions and integrated processes for advanced warm-forming of light metal alloys |
| CN106944479A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-14 | 东北大学 | 一种薄带材单机架连轧机及实施方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 梁爱生: "《钢铁生产新技术》", 30 September 1993, 冶金工业出版社 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109746270A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种高性能铜箔的单机架可逆深冷叠轧分离制备方法 |
| CN109746271A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-14 | 中南大学 | 一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法 |
| CN112563444A (zh) * | 2019-09-25 | 2021-03-26 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用 |
| CN112563444B (zh) * | 2019-09-25 | 2022-08-30 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用 |
| EP4037003A4 (en) * | 2019-09-25 | 2024-06-12 | Beijing WeLion New Energy Technology Co., Ltd | ASYNCHRONOUS HEATING AND CALENDERING DEVICE, LARGE ULTRA-THIN LITHIUM METAL SHEET, PREPARATION METHOD AND APPLICATION THEREOF |
| CN113118212A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 上海五星铜业股份有限公司 | 一种宽幅箔材轧机及轧制方法 |
| 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 |
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