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《河南科技大学》 2015年
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沉积铜箔用钛环轧制热模拟研究

周铁柱  
【摘要】:铜箔是印刷电路板的关键材料,沉积铜箔是生产铜箔的有效方法。阴极辊钛环是沉积铜箔生产设备上的关键部件,钛环的生产主要是在轧环机上进行。因此,对钛环轧制的研究有助于控制和改善钛环生产质量,进而提高沉积铜箔的质量。本文采用热力物理模拟和数值模拟结合的方法,对沉积铜箔用钛环轧制工艺进行了研究。利用Gleeble-1500D热模拟试验机对沉积铜箔用工业纯钛TA1进行了温度为800、850、900、950、1000和1050℃以及应变速率为0.01、0.1和1s-1条件下的热拉伸试验,研究了工业纯钛TA1的高温热塑性、热轧变形抗力变化以及动态再结晶行为,为确定钛环轧制工艺参数提供依据。借助有限元软件Deform-3D对钛环的轧制进行了数值模拟,分析了轧制过程中不同的驱动辊转速、芯辊进给速度、开轧温度、不同的驱动辊摩擦系数和锥辊摩擦系数对钛环轧制的影响。对热拉伸应力-应变曲线以及光学电子显微镜和扫描电镜照片的微观组织进行分析,结果表明:工业纯钛TA1的变形抗力行为表现出典型的回复、再结晶软化特征;相变温度以下,工业纯钛高温拉伸时出现动态再结晶现象,动态再结晶临界应变随着温度的升高而降低;随应变速率的升高而升高,临界应变和峰值应变之间满足0.478c pe=e;而相变温度以上,工业纯钛高温拉伸时出现动态回复现象;工业纯钛TA1的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而下降;应变速率以及温度的变化对临界损伤值影响很大;工业纯钛在800~850℃断裂时,断口是典型的韧性断裂;随温度升高,在900~1050℃时纯钛塑性提高,断口类型为准解理断裂。根据热力物理模拟试验结果确定了合理的轧制温度范围,利用Deform-3D进行了钛环轧制的数值模拟,结果表明:在选择较低的驱动辊转速v=1.75rad/s、芯辊采用0.3-0.5-0.3mm/s分段进给的方式、开轧温度850℃选择在相变温度以下、驱动辊摩擦系数和锥辊摩擦系数取较大值0.7的情况下,模拟生产的环件综合性能最好。将该参数在环件轧制的实际生产中进行验证,取得了较好的效果。通过进行沉积铜箔钛环轧制的热模拟研究,对钛环轧制的实际生产具有指导性意义,改善了生产钛环的质量。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG339

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