王延輝

（中銅華中銅業(yè)有限公司，湖北 黃石 435005）

1 當(dāng)前國內(nèi)板形控制現(xiàn)狀

對于板形控制的相關(guān)研究，具體體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

第一，所生產(chǎn)的銅板帶厚度偏差可以極大程度地滿足客戶需求；第二，銅板帶生產(chǎn)期間廣泛應(yīng)用多種測厚儀，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測量銅板帶厚度；第三，同時(shí)安裝配置自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)，保證銅板帶生產(chǎn)的厚度及精度，并且部分裝備已完成國產(chǎn)化。

然而，和國外銅板帶生產(chǎn)相比，我國的銅板帶生產(chǎn)在板形控制方面依然問題突出，具體有：

第一，針對銅板帶板形生產(chǎn)所指定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一直都沒有定論；第二，大部分的銅板帶板形生產(chǎn)控制都是憑借經(jīng)驗(yàn)或者是以目測位置，很少使用板形儀等專業(yè)的測量儀器；第三，基本很少使用自動(dòng)板形控制系統(tǒng)。

相比較厚度控制，銅板帶板形控制難度更大，具體表現(xiàn)有：

第一，從目前的銅板帶厚度控制來看，橫面看只有一個(gè)點(diǎn)，縱面看是一根線；然而，針對銅板帶的板形控制，往往需要先解決帶材面方面的問題；第二，從目前國內(nèi)的銅板帶生產(chǎn)技術(shù)條件來看，針對銅板帶的厚度控制已經(jīng)能夠達(dá)到微米級，但是在板形控制上需要保證偏差小于0.1μm，這顯然不是一個(gè)量級的難度。

2 銅板帶板形控制存在的問題

2.1 板形控制和中厚凸度控制

針對板帶材軋制生產(chǎn)中應(yīng)用到的板形控制具體是指通過有效的技術(shù)方式軋出平直板材，針對板材的凸度控制通常是指有效地對板材寬度以及厚度做好控制。在開展板帶材軋期間假如出現(xiàn)了板形問題的情況下，也就是我們常說的出現(xiàn)了板材波浪的情況，有時(shí)候也會(huì)存在邊部波浪甚至是中間波浪的情況，也可能存在復(fù)合波浪。存在這些板形問題的主要原因都是軋制過程中板帶材的每一個(gè)部分存在延伸不統(tǒng)一的問題。所以，針對這個(gè)問題，在進(jìn)行板形控制的時(shí)候，必要情況下一定要做好板材厚度的控制，這也屬于凸度控制相關(guān)問題，控制波浪度在0.5%以下的時(shí)候說明板形良好。

2.2 板形和內(nèi)在應(yīng)力控制

如果想保證軋制板帶擁有更加平整的板形，其最為關(guān)鍵的因素在于要確保軋制壓下橫向力度要一致。發(fā)生不一致的問題主要在于存在微小的內(nèi)應(yīng)力。常見的存在板形不平整的情況具體可以用以下幾點(diǎn)描述展開闡述：如果說某一段帶材是通過多條細(xì)長條共同并排連接起來的，出現(xiàn)這種情況充分說明帶材已經(jīng)發(fā)生了軋制變薄的問題，而且也說明了細(xì)長條因?yàn)槭艿搅藖碜圆煌较蚝筒煌潭鹊淖饔昧τ绊?，因?yàn)樽饔昧Φ挠绊懖煌瑢?dǎo)致帶材出現(xiàn)了薄度不一的問題。由于所有的細(xì)長條之間存在彼此綁定和連接的關(guān)系，這充分說明如果細(xì)長條延伸長度越長則意味著相應(yīng)細(xì)條受到的拉應(yīng)力是更大的，如此在板材寬度上將會(huì)分布很多的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力達(dá)到某個(gè)程度的情況下必然會(huì)發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象，導(dǎo)致板形產(chǎn)生波浪缺陷。

2.3 板形問題的凹現(xiàn)

板形問題的凹現(xiàn)主要表現(xiàn)在2 個(gè)方面：一個(gè)是用戶對材料方面的要求在持續(xù)提高，而在電子元件的微小化進(jìn)程中，存在細(xì)微的厚度差都可能導(dǎo)致生產(chǎn)的電子零件存在性能和形狀上的差異。而且?guī)Р纳鲜Ｏ碌臍堄鄳?yīng)力依然會(huì)對帶材成品造成極大的影響，以至于當(dāng)工人在對成品做出分檢的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)很多帶材存在側(cè)彎現(xiàn)象，這種情況必然會(huì)發(fā)生零件制作面臨極大的沖制困境的現(xiàn)象發(fā)生，而且?guī)Р纳a(chǎn)也會(huì)增加不合格率的發(fā)生。此外，隨著生產(chǎn)廠商對帶材的生產(chǎn)效率提出愈來愈高的要求，希望生產(chǎn)寬度不斷增大，卷重以及軋制速度希望不斷提升，這必然導(dǎo)致很難對帶材的生產(chǎn)質(zhì)量做出控制，特別是對板形控制，難度也會(huì)越來越大。在實(shí)際生產(chǎn)階段，對于板材寬度的控制將會(huì)極大程度的對生產(chǎn)效率造成影響，也將間接影響板形控制的難度，因此這一方面的問題我們也應(yīng)當(dāng)引起重視。

2.4 板形缺陷的具體表現(xiàn)

板形缺陷的界定具體是從軋制的成型結(jié)果來區(qū)分的，我們一般所說的板形缺陷包含3 種，也就是我們以上所述的其一屬于中間波浪，其二屬于邊部波浪，其三屬復(fù)合波浪，而針對具體的缺陷表現(xiàn)同樣可以細(xì)分成很多種，在此不做過多贅述。

3 高精度銅板帶板形的調(diào)節(jié)及控制

3.1 軋制板形的控制

3.1.1 改進(jìn)軋機(jī)輥系結(jié)構(gòu)

我們從軋機(jī)的具體發(fā)展歷史能夠看出，從以前的二輥軋機(jī)以及四輥軋機(jī)，再到現(xiàn)在的多輥軋機(jī)，尤其是后面發(fā)展的八輥軋機(jī)以及六輥軋機(jī)，國內(nèi)軋機(jī)的具體型式還有輥系結(jié)構(gòu)的具體演變其目的都是為了進(jìn)一步提升軋制技術(shù)及其軋制效率，從而使得能夠軋制出更薄甚至是更寬的板材帶材。從當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，這也是對軋制板形進(jìn)行有效改善和質(zhì)量控制十分核心的要素。對此，我們可以認(rèn)識(shí)到，假如要對軋制技術(shù)及其效率做出有效提升，最為重要的就是對軋機(jī)型式輥系結(jié)構(gòu)的原動(dòng)力做出優(yōu)化設(shè)計(jì)，尤其是保證所生產(chǎn)出來的軋制板形能夠得到很好的控制，這同樣是我們對軋機(jī)輥系進(jìn)行有效檢驗(yàn)并對其改進(jìn)最為核心的目標(biāo)以及標(biāo)準(zhǔn)。

對軋機(jī)型式及輥系結(jié)構(gòu)做出提升和優(yōu)化也是進(jìn)一步提高板形軋制技術(shù)及其效率最為核心的內(nèi)容，從而保證可以軋制出更薄和更寬的質(zhì)量過關(guān)的帶材。所以，全面提升板形軋制技術(shù)的水平效率也是持續(xù)對軋機(jī)輥系結(jié)構(gòu)進(jìn)行原動(dòng)力提升不可或缺的手段之一。帶材所能達(dá)到的最小可軋厚度必定和工作輥本身的直徑大小存在緊密關(guān)聯(lián)，而且軋輥的長度同樣會(huì)對帶材所能產(chǎn)生的軋制寬度造成最為直接的影響，而且還和帶材本身的剛度有著緊密的關(guān)系。當(dāng)我們對四輥軋機(jī)的生產(chǎn)方式進(jìn)行升級之后，將可以有效地解決以前經(jīng)常出現(xiàn)的二輥軋機(jī)方面的問題，尤其是多輥軋機(jī)的彎曲凸度還有軸承座都能夠得到很好的改善，這種方式將可以更好地改善過去所使用的四輥軋機(jī)固有存在的技術(shù)難度和技術(shù)限制。當(dāng)我們對軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式做出有效改進(jìn)之后，采取有效的辦法能夠?qū)佅到Y(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方式進(jìn)行優(yōu)化，從而對輥系橫向彎曲的有效控制和調(diào)節(jié)進(jìn)行改善，最終達(dá)成對實(shí)際輥縫做出有效調(diào)節(jié)以及控制的目的，也能夠直接地對軋制板形生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

3.1.2 軋制板形綜合控制

軋制板形實(shí)施綜合控制最為核心的方式是通過對軋機(jī)的板形做出機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的方式做出控制，具體的控制措施包含以下幾種：第一，對軋輥進(jìn)行傾斜調(diào)節(jié)。此種方式是進(jìn)行軋制操作十分普遍的一類調(diào)節(jié)方式，采用這種方式可以很好防止發(fā)生板形生產(chǎn)存在單邊波浪的問題，更可以保證所生產(chǎn)的帶材在實(shí)際軋制的同時(shí)可以始終放到中心位置。假如我們在進(jìn)行軋制的過程中發(fā)生了明顯的單邊波浪的問題，此種現(xiàn)象表明帶材存在不同邊角延伸的問題，特別是有的邊角會(huì)存在過度延伸的問題，對于這方面的問題我們一定要進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，從而防止發(fā)生單邊波浪進(jìn)一步惡化的現(xiàn)象，甚至發(fā)生不同程度的斷帶問題。第二，對軋輥進(jìn)行彎輥調(diào)節(jié)。通過此類方式進(jìn)行調(diào)節(jié)最主要的是向工作輥以及支撐輥輥頸添加有效的液壓彎輥力，從而起到很好的調(diào)節(jié)對輥縫形狀進(jìn)行改善的目的。采取對彎輥進(jìn)行調(diào)節(jié)的辦法可以更好地對帶材板形發(fā)生的對稱性缺陷進(jìn)行改善，主要的辦法就是進(jìn)行彎輥力設(shè)計(jì)，需要將極限軋制力控制在10%左右。第三，對軋制工藝進(jìn)行潤滑處理或?qū)鋮s噴淋進(jìn)行調(diào)節(jié)。在具體軋制期間主要通過應(yīng)用礦物油或者是乳化液的方式對軋制工藝進(jìn)行潤滑處理，能夠發(fā)揮出更好的潤滑以及冷卻的作用。不僅如此，現(xiàn)代板帶軋機(jī)通常都會(huì)配置匹配的冷卻噴淋，同時(shí)也會(huì)對制造工藝進(jìn)行有效地潤滑處理，對其做出分段調(diào)節(jié)。通過對分段調(diào)節(jié)裝置做出有效的流量調(diào)節(jié)，同樣可以對發(fā)生了不同缺陷問題的板材做好有效的軋制板形方面的改善，相比較以前使用的液壓彎輥，采取冷卻噴淋還有工藝潤滑都能夠發(fā)揮出很好的調(diào)節(jié)作用，而且調(diào)節(jié)效率更好。第四，對六輥還有多輥軋機(jī)軋輥進(jìn)行彎曲凸度上的調(diào)節(jié)。其中，六輥軋機(jī)憑借的是控制可軸向移動(dòng)的中間輥的方式實(shí)現(xiàn)對工作輥背部支撐力的具體分布，從而達(dá)到良好調(diào)節(jié)和控制輥縫的目的。

3.2 影響板形的其他因素及對應(yīng)調(diào)整措施

除了以上我們所闡述了通過優(yōu)化軋制工序能夠?qū)χ圃煲约皫Р陌逍蔚淖罱K質(zhì)量造成直接性影響，我們還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，不單單是銅，或者是注入銅合金板之類元素等實(shí)際生產(chǎn)階段的多種工序?qū)τ趲Р牡陌逍紊a(chǎn)造成非常大的影響，其影響的主要工序不僅僅包括了退火工序，同時(shí)還會(huì)對成品實(shí)施平整處理帶來一定的影響。針對這種情況，我們應(yīng)當(dāng)采取如下措施進(jìn)行應(yīng)對：第一，應(yīng)用連續(xù)性張力退火必然會(huì)對帶材的生產(chǎn)板形造成極大的影響。從當(dāng)前國內(nèi)對銅板帶的實(shí)際加工形勢來看，比較常用的是應(yīng)用氣墊式連續(xù)退火的方式實(shí)施對成品薄帶進(jìn)行退火處理。也就是說，當(dāng)帶材全部進(jìn)入到退火爐之后，通常需要在爐口的進(jìn)口位置以及出口位置形成一定的張力，通過這種方式保障帶材始終在爐內(nèi)保持騰空的運(yùn)行狀態(tài)，通過此類張力作用能夠更加高效地對存在缺陷的帶材板形做出很好的改善。第二，拉彎矯工序可以對板形起到良好的調(diào)整作用。對于銅和銅合金的高精薄帶的處理主要可以通過拉伸彎曲矯直機(jī)的方式對其進(jìn)行平整矯直處理。在這里，拉伸彎曲矯直其核心工作原理在于通過應(yīng)用帶材的短限位組織可以在獲得張力以及彎曲力的作用下讓板材實(shí)現(xiàn)更大的延伸。當(dāng)帶材的短纖維組織發(fā)生彈性收縮的時(shí)候，已經(jīng)發(fā)生延伸變長的纖維就可以一直保留。由此說明，因?yàn)閺埩哟蟊厝粫?huì)發(fā)生一定的塑性變形，而且這種變形也會(huì)作用在板材延伸上，從而保障帶材能夠在最后的出口位置始終延續(xù)帶材的縱向應(yīng)力值，切實(shí)保證力度的方向是一致的，從而達(dá)到很好的矯平這一目的。此外，經(jīng)過良好的拉完矯處理之后，能夠有效消除軋制或者是因?yàn)橥嘶鹬髱Р陌l(fā)生三元形狀缺陷的情況，比較常見的邊浪缺陷以及中間瓢曲缺陷等，從而有效提升帶材的板形質(zhì)量，也能更好地滿足客戶對于板材的質(zhì)量要求，這也是傳統(tǒng)使用的輥式矯直機(jī)存在的因?yàn)楣に囈约敖Y(jié)構(gòu)方面的局限性導(dǎo)致缺陷難以消除的問題，通過這種方式則可以很好的解決。此外，對于板形制造造成影響的因素是多種多樣的，以上所述的是比較常見的幾種類型，鑒于不同影響因素，我們還需要做到具體問題具體分析，并一直保持與時(shí)俱進(jìn)，以契合當(dāng)今社會(huì)和時(shí)代發(fā)展，契合應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)要求。

4 結(jié)語

銅以及銅合金板帶是一種較為重要且不可或缺的基礎(chǔ)性原材料，由于其擁有良好的彈性、導(dǎo)電以及傳熱等性能，因此被廣泛應(yīng)用到眾多領(lǐng)域。如今，隨著我國現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和科技的持續(xù)性發(fā)展，對于銅以及銅合金板帶的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，越來越多的產(chǎn)品類別都已經(jīng)對電子和電氣產(chǎn)品產(chǎn)生了越來越高效、微型化以及低成本等要求。對此，對銅和銅合金板帶材所擁有的厚度、精度及性能等方面也有更高的要求，通過有效的控制措施及技術(shù)調(diào)整是可以有效解決此類問題的。本文也重點(diǎn)闡述了高精度銅板帶板形的具體控制措施，不僅有技術(shù)調(diào)整，更有機(jī)器結(jié)構(gòu)類調(diào)整，都是十分有效的應(yīng)用措施，值得在全國范圍內(nèi)推廣。