CN112600050B - 一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺 - Google Patents

一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，属于金属辅助加工技术领域。具体步骤包括：计算下料参数，下料、表面处理、石墨电极抗氧化处理、工装夹具安装、两端热压、热压区域机加工、折弯成型。通过将多层铜箔先在专用的清洗液中浸泡处理后，然后置于专用不锈钢工装夹具中固定，再将工件及夹具一同置于电极为高纯抗氧化石墨的专用热压设备上，按照一定工艺参数进行两端部热压，使铜箔软连接两端形成高抗撕裂性能的热压接头，而两端之间的区域仍为多层铜箔的弹性结构。采用本发明的工艺增强了热压接头质量，获得高抗撕裂性能的铜箔软连接，提升铜箔软连接在电力设备和变压器设备中使用时的安全性和可靠性。

Description

一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺
技术领域
本发明涉及金属辅助加工技术领域，具体是涉及一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺。
背景技术
铁路和地铁是国家重要的基础设施和国民经济的大动脉，同时也是重要的大众化交通系统。行车安全是铁路和地铁运行的永恒主题，尤其是铁路提速后对机车的安全性提出了更高更严的要求。变压器系统设备是牵引电力机车的心脏部分，它的好坏直接影响到牵引电力机车的行车安全。变压器是交流电力机车上的一个重要部件，用来把接触网上取得的25kV高电压变换为供给牵引电力机车电动机及其他电机、电器工作所适合的电压，其工作原理与普通电力变压器相同，变压器安装在交流馈电的牵引电力机车动车上，把馈电电源变换为适当的主电路电源和辅助电路电源。
牵引电力机车变压器中，需要用到铜箔软连接件作为连线部件，其一般结构为：多层铜箔对齐叠合后，将两端一定长度通过加热加压方法，热压成型，使热压区域铜箔层与层之间形成扩散结合，再在两端热压区域通过机加工方法，加工螺栓穿孔。其性能要求为：导电性能好，可吸收震动，热压区域不可分层开裂，可承受一定的撕裂力。但目前国内的铜箔软连接件的热压区域容易开裂分层，并且其抗撕裂性能较差，仅可承受≤200N的撕裂力，难以满足高速电机机车的要求。目前，中国经济已经由高速增长阶段开始转向高质量发展阶段，高质量加工制造势在必行。
现有技术存在以下缺点：1、热压区域容易开裂分层：开裂分层后导电性能降低，容易过热；2、抗撕裂性能较低：仅可承受≤200N的撕裂力，长期使用会存在潜在失效风险。
所以，针对上述问题，本发明设计了一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺。
发明内容
本发明解决的技术问题是：现有技术中热压区域容易开裂分层：开裂分层后导电性能降低，容易过热；且抗撕裂性能较低：仅可承受≤200N的撕裂力，长期使用会存在潜在失效风险。从而提供了一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺。
本发明的技术方案如下：
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件(如Solidworks，CATIA等)进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压；热压参数为：施加压力0～10MPa，控制温度600～800℃，保温时间0.5～5min；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(1)中计算铜箔下料参数时，采用三维模拟软件计算，具体过程为：先利用三维模拟软件进行三维建模，在三维模型上读取工件最短层长度和最长层长度，再利用公式：X＝(L1-L2)/(N-1)计算出每层递增量，其中，X为每层递增量，mm；L1为最长层长度，mm；L2为最短层长度，mm；N为层数。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(3)中专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡15～30min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min。如此处理之后，工件表面即可获得无氧化物、无油污的洁净活性表面，有利于铜箔层与层之间的热压结合力，从而有助于提高抗撕裂性能。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(4)中抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液；
所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；
按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液。
进一步地，在上述方案中，所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1h～2h，取出石墨块后，自然风干。
采用本发明的抗氧化剂溶液处理之后，石墨块在高温加热过程中，不易氧化挥发，表面不易造成缺陷，石墨使用寿命大大增加。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(5)中的限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra小于3.2μm，限位工装的尺寸应根据不同铜箔软连接的热压面积而定。
进一步地，在上述方案中，铜箔软连接两端热压流程为：先热压一端，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再热压第二端。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
1、本发明采用专用表面处理剂处理铜箔表面，工件表面即可获得无氧化物、无油污的洁净活性表面，有利于铜箔层与层之间的热压结合力，从而有助于提高抗撕裂性能。
2、本发明采用纳米级陶瓷微粒抗氧化剂处理石墨电极，石墨块在高温加热过程中，不易氧化挥发，表面不易造成缺陷，长期使用也可保持石墨表面平整光洁，铜箔热压过程中，被热压区域受力均匀，层与层之间的扩散熔接更为牢固，抗撕裂性能更高。
3、本发明采用剥离试验对铜箔软连接件的热压区域进行抗撕裂性能测试，结果表明，本发明的加工工艺得到的铜箔软连接件撕裂性能较强。
附图说明
图1是本发明的铜箔软连接件的结构示意图；
图2是本发明的铜箔软连接件抗撕裂性能测试示意图；
其中，1-铜箔软连接件；(a)-最外层铜箔抗撕裂性能测试受力示意图；(b)-中间层铜箔抗撕裂性能测试受力示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件Solidworks进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度136.4mm，最长层下料长度134.12mm，层数15层，逐层递增量0.48mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡15min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.1μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力1MPa、控制温度600℃、保温时间0.5min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为20mm*40mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力1MPa、控制温度600℃、保温时间0.5min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为16mm*40mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例2
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度131.5mm，最长层下料长度137.8mm，层数15层，逐层递增量0.45mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡18min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1.2h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.0μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力2MPa、控制温度630℃、保温时间1min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为30mm*40mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力2MPa、控制温度630℃、保温时间1min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为25mm*40mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例3
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度127.3mm，最长层下料长度134.16mm，层数15层，逐层递增量0.49mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡20min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1.3h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.1μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力3MPa、控制温度650℃、保温时间2min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为40mm*40mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力3MPa、控制温度650℃、保温时间2min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为40mm*80mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例4
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度209.6mm，最长层下料长度217.59mm，层数18层，逐层递增量0.47mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡22min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1.5h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.0μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力5MPa、控制温度680℃、保温时间3min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为50mm*50mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力5MPa、控制温度680℃、保温时间3min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为55mm*50mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例5
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度204.3mm，最长层下料长度212.12mm，层数18层，逐层递增量0.46mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡25min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡1.5h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.0μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力8MPa、控制温度700℃、保温时间3min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为50mm*60mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力8MPa、控制温度700℃、保温时间3min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为55mm*60mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例6
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度212.5mm，最长层下料长度220.15mm，层数18层，逐层递增量0.45mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡28min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡2h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为3.0μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力10MPa、控制温度750℃、保温时间4min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为50mm*80mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力10MPa、控制温度750℃、保温时间4min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为60mm*80mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
实施例7
一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件CATIA进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算：铜箔最短层下料长度216.1mm，最长层下料长度223.58mm，层数18层，逐层递增量0.44mm；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
其中，专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡30min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
其中，抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液，所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；按质量百分比计，抗氧化剂溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液；所述浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中，浸泡2h，取出石墨块后，自然风干；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra为2.8μm；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压：
先按照施加压力10MPa、控制温度800℃、保温时间5min的参数对热压区域1进行热压，热压区域1面积为50mm*90mm，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，避免高温氧化，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再按照施加压力10MPa、控制温度800℃、保温时间5min的参数对热压区域2进行热压，热压区域2的面积为60mm*90mm；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型。
结果测试
对上述实施例1-7所述工艺连接得到的铜箔软连接件进行性能测试，先将一层最外层铜箔折弯到与铜箔软连接件呈180°，分别将一层铜箔一端和铜箔软连接件一端夹持在拉力试验机的两个夹具中，两端受到相反方向的力(F)，直至将一层铜箔从铜箔软连接件上剥离下来，具体见图2。记录铜箔撕裂或断裂时的最大力，最大力越大，表明铜箔软连接件的抗撕裂性能越强。测得热压区域1及热压区域2的两个最外层撕裂最大力、中间层撕裂最大力数据如表1所示。
表1：实施例1-7所制备铜箔软连接件的性能参数
Figure BDA0002733699240000151
通过以上数据可见，采用本发明的软连接工艺制备得到的铜箔软连接件具有较高的抗撕裂性能。

Claims (6)

1.一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)计算下料参数：根据铜箔软连接图纸尺寸，利用三维模拟软件进行铜箔下料长度、层数以及逐层递增量计算；
(2)下料：在自动铜箔下料机上输入步骤(1)计算出来的铜箔下料参数，进行下料，按照规定层数，成组捆扎备用；
(3)表面处理：将步骤(2)所述的成组铜箔，浸入专用表面处理剂中，进行铜箔表面处理，去除铜箔表面氧化物、油污，使铜箔获得一个活性表面；
(4)石墨电极抗氧化处理：采用抗氧化剂溶液，利用浸渍法，对两个石墨电极进行抗氧化处理，自然风干后装备于热压设备上；
(5)工装夹具安装：将步骤(3)处理后的铜箔一端，置于限位工装中固定；
(6)两端热压：将步骤(5)安装好的工件置于热压设备的两个石墨电极之间，进行热压；
(7)热压区域机加工：对步骤(6)热压好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行机加工；
(8)折弯成型：对步骤(7)机加工好的铜箔软连接件，根据产品需要，进行折弯成型；
所述步骤(3)中专用表面处理剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、柠檬酸、硫酸、铜缓蚀剂苯骈三氮唑按1:1:0.1:0.1的重量比组成；所述表面处理工艺为：先将工件浸泡在专用表面处理剂的水溶液中，专用表面处理剂与水的体积比为1:4.5；浸泡15～30min；将工件取出后，置于丙酮中；然后开启超声波清洗设备，超声清洗5min；
所述步骤(4)中的抗氧化剂溶液为纳米级陶瓷微粒的松香溶液；
所述纳米级陶瓷微粒包括：SiO2、Al2O3、H3PO4、AlPO4；
按质量百分比计，溶液的组分配比为：5％的SiO2、3％的Al2O3、1％的H3PO4、1％的AlPO4、90％的松香液。
2.根据权利要求1所述的一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中计算铜箔下料参数时，采用三维模拟软件计算，具体过程为：先利用三维模拟软件进行三维建模，在三维模型上读取工件最短层长度和最长层长度，再利用公式：X＝(L1-L2)/(N-1)计算出每层递增量，其中，X为每层递增量，mm；L1为最长层长度，mm；L2为最短层长度，mm；N为层数。
3.根据权利要求1所述的一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中浸泡1h～2h，取出石墨块后，自然风干。
4.根据权利要求1所述的一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)中的限位工装为不锈钢材质，表面通过机加工方法使其表面粗糙度Ra小于3.2μm。
5.根据权利要求1所述的一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，铜箔软连接两端热压流程为：先热压一端，开始加热之前，用湿毛巾缠裹第二端待热压区域，之后测量热压长度、厚度和宽度，合格后，再热压第二端。
6.根据权利要求4所述的一种高抗撕裂性能铜箔软连接金属辅助加工工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的浸渍处理工艺为：室温下，将石墨块在抗氧化剂溶液中浸泡1h～2h，取出石墨块后，自然风干。
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