[发明专利]一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法

说明书

一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法，将两卷铜箔分别安装到卷取机一、卷取机二上；分别利用左侧导辊叠合从同一异步轧机经过，并在出异步轧机后，利用右侧导辊分离并分别安装到卷曲机三和卷取机四上，各卷取机分别放置在一个温度为‑192℃～‑100℃深冷箱中；开启卷取机，使铜箔带材形成张力，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1‑3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。

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深冷叠轧制备方法。

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深冷叠轧制备方法，可以制备出高强度、高导电性能的极薄铜箔。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高性能铜箔的深冷叠轧制备方法，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：将两卷铜箔分别安装到卷取机一、卷取机二上；

第三步：将两卷铜箔分别利用左侧导辊叠合从同一异步轧机经过，并在出异步轧机后，利用右侧导辊分离并分别安装到卷曲机三和卷取机四上，各卷取机分别放置在一个温度为-192℃～-100℃深冷箱中；

第四步：开启卷取机，使铜箔带材形成张力，张力大小为50-200MPa；

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1-3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。

优选地，所述第三步与第四步之间，还在铜箔叠合面喷射防粘结润滑液。

优选地，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。

优选地，所述第四步中使铜箔带材形成50-200MPa的张力。

优选地，所述第五步中异步轧机轧辊速度V2：V1为1.1～1.3之间。

优选地，所述第六步轧制过程中实现轧件道次压下率在15％-35％。