一种超薄复合带材的制备方法与流程

1.本发明涉及复合带材领域，具体涉及一种超薄复合带材的制备方法。


背景技术：

2.通常金属薄带的厚度不大于0.7mm，如果要将两条金属薄带复合制作出超薄复合带材，存在较大困难。目前一般都是采用两种不同的金属带材进行复合加工，通常采用的传统制备方法分为预处理、轧制复合、后续加工等三个主体部分，具体流程举例说明如下：
①ꢀ
预处理1-1）采用厚度为1.5mm的锌白铜bzn18-26带材作为基体金属，与厚度为0.20mm的合金带材进行复合，该合金带材的ag含量为70%、pd含量为30%；1-2）在室温下对基体金属进行开槽处理（槽深0.15mm、槽宽2.0mm）；1-3）复合前，对开槽后的基体金属进行酸洗处理，使槽底清洁，并对合金带材的复合面进行抛光；1-4）利用模具，将合金带材镶嵌至基体金属的槽内，合金带材的抛光面与基体金属开槽的槽底处贴合；
②ꢀ
轧制复合2-1）将贴合好的金属材料通过热轧轧机进行轧制压下率为40%的连续压延热复合轧制，得到厚度为0.9mm的坯料；2-2）对坯料进行第一道次热处理，处理温度800℃，处理时间240s，促使复合界面原子垂直扩散，使坯料具有一定的结合牢度，并对坯料进行酸洗处理，清洁坯料表面，再对坯料进行冷轧加工，获得厚度为0.45mm的坯料；2-3）对坯料进行第二道次热处理，处理温度800℃，处理时间180s，促使冷变形后的坯料回复再结晶，并再次对坯料进行酸洗处理，清洁坯料表面，且对坯料进行冷轧加工，获得厚度为0.23mm的坯料；2-4）对坯料进行第三道次热处理，处理温度800℃，处理时间180s，促使冷变形后的坯料回复再结晶，对坯料继续进行酸洗处理，清洁坯料表面，再对坯料进行冷轧加工，获得厚度为0.12mm的坯料；2-5）对坯料进行第四道次热处理，处理温度750℃，处理时间120s，促使冷变形后的坯料回复再结晶，对坯料继续进行酸洗处理，清洁坯料表面，再对坯料进行冷轧加工，获得厚度为0.06mm的坯料；2-6）对坯料进行第五道次热处理，处理温度750℃，处理时间90s，促使冷变形后的坯料回复再结晶。对坯料继续进行酸洗处理，清洁坯料表面，再对坯料进行冷轧加工，获得厚度为0.033mm的坯料；
③ꢀ
后续加工3-1）最后，对坯料进行成品热处理，处理温度250℃，处理时间120s，获得板形平整、性能合格的带材；
3-2）对成品热处理后的带材按照图纸要求进行剪切分条，获得0.033mm的超薄复合带材成品。
3.由此可见，在上述制备过程中，预处理包括基体金属的开槽及酸洗，金属合金带材复合面的处理和抛光，以便为后续的热轧复合做好准备。轧制复合是将待复合的两种金属连续通过轧机进行压延复合。该轧制复合的过程又可以细分为表面接触、接触面激活、接触面扩散等三个步骤，该过程利用压力加工和扩散的原理，能够使两层金属间形成初步的金属键合，获得初步具有一定复合牢度的带材坯料[黄伯云，李成功，石力开，邱冠周，左铁镛.中国材料工程大典（第5卷有色金属材料工程（下）[m]. 北京：化学工业出版社，2006]。后续加工则主要包含多道次的热处理、冷轧以及精整分条成型。
[0004]
但是在预处理阶段的开槽过程中，槽底质量和槽体尺寸会受到基体金属加工难度以及刀具能力的影响，开槽质量难以保障，影响后续工艺过程——轧制复合中坯料的结合牢度，而且，酸洗处理容易造成环境污染。
[0005]
在后续加工阶段的热处理过程中，因合金带材和基体金属的再结晶温度差异较大，存在以下几个难以协调处理的问题：
①ꢀ
若采用适合基体金属的再结晶温度进行处理，合金带材经冷轧加工后的残余应力难以消除，形成合金带材复层褶皱变形，影响成品板形；
②ꢀ
采用适合合金带材的再结晶温度进行处理，基体金属中又会出现zn等元素的挥发，影响材料表面质量；综上所述，在对超薄复合带材的成品厚度要求越来越薄的情况下，传统的加工工序显得繁杂，加工流程显得冗余，生产效率低下。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种超薄复合带材的制备方法，将表面处理后的基体金属薄带与复层薄带重叠，通过轧机一道次冷轧复合，使基体金属薄带与复层薄带的复合面存在局部强烈不均匀变形，形成大的局部变形，使得该复合面的金属原子之间实现稳定键合。
[0007]
与传统制备方法比较，本发明加工流程精简、生产周期大幅度缩短、生产效率高，对生产设备和环境要求相对较低，生产过程无污染，贴合绿色环保生产理念，适合于批量生产。
[0008]
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种超薄复合带材的制备方法，包括以下步骤：1）表面处理在室温下，对基体金属薄带的复合面进行打磨处理，对复层薄带的复合面进行抛光处理，去除基体金属薄带、复层薄带复合面的杂质和氧化层；2）冷轧复合将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为10%～30%，得到镶嵌复合结构的超薄复合带材坯料；3）成品热处理在保护气氛下，对超薄复合带材坯料进行热处理，处理工艺可根据产品性能要求
进行选择，冷却后得到超薄复合带材。
[0009]
优选地，所述超薄复合带材坯料中复层材料的厚度为0.001～0.02mm。
[0010]
优选地，所述超薄复合带材坯料的厚度为0.03～0.10mm。
[0011]
优选地，所述复层薄带包括金、银、铂、钯及其合金薄带，所述基体金属薄带包括铜或铜合金薄带。
[0012]
优选地，所述复层薄带的宽度小于基体金属薄带的宽度。
[0013]
优选地，所述轧机为含agc控制系统的高精度轧机。
[0014]
本发明包含如下有益效果：
①ꢀ
工艺精简：基体金属上不用开槽，直接将基体金属与复层薄带重叠冷轧，没有传统制备方法中预处理过程的开槽步骤，也没有后续加工中多道次循环的再结晶热处理、酸洗、冷轧等步骤。
[0015]
②ꢀ
过程可控：本发明取消了开槽的步骤，规避了因开槽质量波动对后续复合牢度的影响，以及复合过程复层薄带跑动对槽口处复合牢度的影响。
[0016]
取消了再结晶热处理的步骤，规避了传统热处理过程中复层薄带与基体金属薄带因再结晶温度的差异不能实现协调处理的问题，提高了产品质量。
[0017]
③ꢀ
节能环保：取消了多道次的后续加工，减少了对能源的消耗，取消了酸洗步骤，规避了对环境造成的污染，符合当今社会的绿色环保生产理念。
附图说明
[0018]
图1为本发明的流程图；图2为本发明表面处理后的基体金属薄带与复层薄带重叠示意图；图3为本发明冷轧复合后得到的镶嵌复合结构的超薄复合带材坯料结构示意图。
具体实施方式
[0019]
如图1至图3所示，一种超薄复合带材的制备方法，包括以下步骤：1）表面处理在室温下，对基体金属薄带的复合面进行打磨处理，对复层薄带的复合面进行抛光处理，去除基体金属薄带、复层薄带复合面的杂质和氧化层；所述复层薄带包括金、银、铂、钯及其合金薄带，所述基体金属薄带包括铜或铜合金薄带。
[0020]
所述复层薄带的宽度小于基体金属薄带的宽度。
[0021]
2）冷轧复合将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为10%～30%，得到镶嵌复合结构的超薄复合带材坯料；所述超薄复合带材坯料中复层材料的厚度为0.001～0.02mm。
[0022]
所述超薄复合带材坯料的厚度为0.03～0.10mm。
[0023]
所述轧机为含agc控制系统的高精度轧机。
[0024]
3）成品热处理在保护气氛下，对超薄复合带材坯料进行热处理，处理工艺可根据产品性能要求
进行选择，冷却后得到超薄复合带材。
[0025]
按照上述步骤，作如下实施例，制作用于微电机超薄电刷的超薄复合带材：实施例1：
⑴ꢀ
在室温条件下对厚度为0.015mm的复层薄带的复合面进行抛光处理，本实施例的复层薄带中ag含量为50%、pd含量为50%；对厚度为0.11mm的基体金属薄带的复合面进行在线打磨处理，本实施例中的基体金属薄带为锌白铜bzn18-26；
⑵ꢀ
将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过含agc控制系统的高精度轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为27.27%，获得厚度为0.08mm的超薄复合带材坯料；
⑶ꢀ
对超薄复合带材坯料进行成品热处理，得到板形平整、性能合格的超薄复合带材，本实施例中，成品热处理温度为250℃，时效处理时间为120s；
⑷ꢀ
按照微电机超薄电刷的所需宽度对时效处理后的超薄复合带材下料即可，获得用于制作微电机超薄电刷的复合带材，该复合带材的厚度为0.08mm。
[0026]
实施例2：
⑴ꢀ
在室温条件下对厚度为0.010mm的复层薄带的复合面进行抛光处理，本实施例的复层薄带中ag含量为35%、cu含量为35%、pd含量为30%；对厚度为0.070mm的基体金属薄带的复合面进行在线打磨处理，本实施例中的基体金属薄带为铍铜qbe2.0；
⑵ꢀ
将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过含agc控制系统的高精度轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为21.43%，获得厚度为0.055mm的超薄复合带材坯料；
⑶ꢀ
对超薄复合带材坯料进行成品热处理，得到板形平整、性能合格的超薄复合带材，本实施例中，成品热处理温度为400℃，时效处理时间为240s；
⑷ꢀ
按照微电机超薄电刷的所需宽度对时效处理后的超薄复合带材下料即可，获得用于制作微电机超薄电刷的复合带材，该复合带材的厚度为0.055mm。
[0027]
弱电领域的微电机制造业是我国当前快速发展的行业之一，早期的微电机被广泛的应用于家用电器、汽车、移动电话、可穿戴视听设备等领域。随着国民经济高新技术领域的快速发展，以智能家居、新能源汽车、5g移动通信为代表的智能终端电子器件集成度越来越高，对元器件的小型化和轻量化要求提高，一般为直流电机的微电机正逐步向微型化、扁平化方向发展。电刷作为微电机的核心元件，用于制作微电机电刷的复合材料也向超薄化方向发展。本发明制作的超薄复合带材完全能够满足制作微电机电刷的超薄化需求。
[0028]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种超薄复合带材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）表面处理在室温下，对基体金属薄带的复合面进行打磨处理，对复层薄带的复合面进行抛光处理，去除基体金属薄带、复层薄带复合面的杂质和氧化层；2）冷轧复合将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为10%～30%，得到镶嵌复合结构的超薄复合带材坯料；3）成品热处理在保护气氛下，对超薄复合带材坯料进行热处理，冷却后得到超薄复合带材。2.根据权利要求1所述超薄复合带材的制备方法，其特征在于：所述超薄复合带材坯料中复层材料的厚度为0.001～0.02mm。3.根据权利要求1所述超薄复合带材的制备方法，其特征在于：所述超薄复合带材坯料的厚度为0.03～0.10mm。4.根据权利要求1所述超薄复合带材的制备方法，其特征在于：所述复层薄带包括金、银、铂、钯及其合金薄带，所述基体金属薄带包括铜或铜合金薄带。5.根据权利要求1所述超薄复合带材的制备方法，其特征在于：所述复层薄带的宽度小于基体金属薄带的宽度。6.根据权利要求1所述超薄复合带材的制备方法，其特征在于：所述轧机为含agc控制系统的高精度轧机。

技术总结
本发明涉及复合带材领域，具体涉及一种超薄复合带材的制备方法，包括以下步骤：1）表面处理在室温下，对基体金属薄带的复合面进行打磨处理，对复层薄带的复合面进行抛光处理，去除基体金属薄带、复层薄带复合面的杂质和氧化层；2）冷轧复合将复层薄带与基体金属薄带重叠，通过轧机一道次冷轧复合，轧制变形率为10%～30%，得到镶嵌复合结构的超薄复合带材坯料；3）成品热处理在保护气氛下，对超薄复合带材坯料进行热处理，处理工艺可根据产品性能要求进行选择，冷却后得到超薄复合带材。本发明加工流程精简、生产周期大幅度缩短、生产效率高，对生产设备和环境要求降低，生产过程无污染，贴合绿色环保生产理念，适合于批量生产。适合于批量生产。适合于批量生产。


技术研发人员：郭坤山 杨贤军 徐永红 吴传军 刘安利 任小梅
受保护的技术使用者：重庆川仪自动化股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8