沉积铜箔用钛环轧制热模拟研究

发布时间：2017-09-28 12:02

  本文关键词：沉积铜箔用钛环轧制热模拟研究

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【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。
【关键词】：沉积铜箔 工业纯钛TA1 变形抗力模型 动态再结晶 微观组织 数值模拟
【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
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 前言8-9
• 1.2 工业纯钛的概况及研究现状9-10
• 1.2.1 工业纯钛的性质9
• 1.2.2 工业纯钛的加工9
• 1.2.3 工业纯钛的研究现状9-10
• 1.3 环形件轧制的概况及研究现状10-16
• 1.3.1 环形件轧制概况11
• 1.3.2 环形件轧制技术的发展及研究现状11-13
• 1.3.3 环件轧制中的有限元法13-14
• 1.3.4 刚粘塑性有限元基本方程14
• 1.3.5 刚粘塑性有限元变分原理14-16
• 1.4 课题来源与研究内容16-17
• 第2章 热模拟试验材料与试验方法17-19
• 2.1 试验材料17
• 2.2 试验方法17-18
• 2.3 金相显微镜试样的制备方法与微观组织观察18-19
• 第3章 工业纯钛TA1高温热塑性研究19-32
• 3.1 引言19-20
• 3.2 高温下工业纯钛TA1的拉伸性能20-24
• 3.3 高温拉伸断.形貌分析24-29
• 3.4 工业纯钛TA1热轧损伤研究29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 工业纯钛TA1热轧变形抗力研究32-40
• 4.1 引言32
• 4.2 变形抗力与变形温度的关系32-33
• 4.3 变形抗力与应变速率的关系33-34
• 4.4 变形抗力和变形程度的关系34-35
• 4.5 工业纯钛变形抗力模型35-39
• 4.6 本章小结39-40
• 第5章 工业纯钛TA1高温拉伸动态再结晶研究40-48
• 5.1 引言40
• 5.2 不同应变速率和温度下的拉伸应力-应变曲线40-41
• 5.3 不同应变速率和温度下的加工硬化率41-43
• 5.4 工业纯钛TA1拉伸动态再结晶临界应变的确定43-47
• 5.5 本章小结47-48
• 第6章 沉积铜箔用钛环轧制模拟与分析48-62
• 6.1 引言48
• 6.2 钛环轧制模型的建立48-50
• 6.3 驱动辊转速对轧制环件温度和表面微观组织的影响50-52
• 6.4 不同芯辊进给速度对环件径向轧制力的影响52-54
• 6.5 开轧温度对环件轧制力和微观组织的影响54-56
• 6.6 驱动辊摩擦系数对环件轧制成形损伤和微观组织的影响56-59
• 6.7 锥辊摩擦系数对环件轧制成形损伤和轧制力的影响59-61
• 6.8 沉积铜箔用钛环轧制生产61-62
• 第7章 结论62-64
• 参考文献64-72
• 致谢72-73
• 攻读学位期间的研究成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 孙智;苏铁健;李淑华;王富耻;;高应变率下工业纯钛TA2变形与失效研究[J];兵器材料科学与工程;2007年03期

2 宋志刚;陈斌;郑文杰;舒先进;吴红;张淑琴;;00Cr22Ni5Mo3N钢的热扭转性能[J];钢铁研究学报;2008年05期

3 夏卿坤;刘志义;林亮华;刘煜;许晓嫦;陈旭;;Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr合金的热压缩变形行为[J];材料热处理学报;2013年02期

4 李红英;张建飞;欧玲;郑子樵;;一种新型Al-Cu-Li系合金的高温塑性变形研究[J];塑性工程学报;2007年01期

5 华林;潘利波;李超;;环件径轴向轧制的咬入条件分析[J];塑性工程学报;2007年05期

6 王敏;杨合;郭良刚;孙志超;;基于3D-FEM的大型钛环热辗扩过程微观组织演变仿真[J];塑性工程学报;2008年06期

7 黄洁;铜箔的生产技术及发展趋向[J];铜业工程;2003年02期

8 缪建红,丁锦坤;金属拉伸试样断口分析方法[J];物理测试;2000年03期

9 朱宝辉;胡晓晨;吴孟海;王培军;刘彦昌;;TC1钛合金精锻棒材的拉伸性能及断口形貌[J];中国有色金属学报;2010年S1期

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本文编号：935713