沉积铜箔用钛环轧制热模拟研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文沉积铜箔用钛环轧制热模拟研究Thermalsimulationresearchontitaniumringrollingusedbyelectrodepositedcopperfoil学位申请人：周铁柱指导教师：苏娟华教授一级学科：材料科学与工程二级学科：材料加工工程学位类别：工学硕士2015年06月摘要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

2、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

3、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0.478；而相变温度以上，工业纯钛高温拉伸时出现动态回cp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

4、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。I摘要关键词：沉积铜箔；工业纯钛TA1；变形抗力模型；动态再结晶；微观组织；数值模拟论文类型：应用基础研究选题来源：其他IIABSTRACTABSTRACTCopperfoilisthekeymaterialsforprintedcircuit

5、board,anddepositingcopperfoilisaneffectwaytoproducecopperfoil.Thetitaniumcathoderolleristhekeypartfortheequipmentwhichproducescopperfoil,thetitaniumringwasproducedontherollingmachine.Sotheresearchonrollingoftitaniumringishelpfultocontrolandimprovethequalityoftitaniumring,andthenimprovethequalityofde

6、positedcopperfoil.Inthispaperthethermal-mechanicalphysicalsimulationcombinedwithnumericalsimulationmethodwasadopted,andtherollingprocessoftitaniumringusedindepositedcopperfoilwasanalyzed.Thethermoplasticity,hotdeformationresistanceanddynamicrecrystallizationofcommercialpuretitaniumTA1wasresearchedby

7、Gleeble-1500Dthermalsimulationtestmachineunderthetemperaturesof800℃,850℃,900℃,950℃,1000℃,1050℃andthestrainrateswere0.01s-1,0.1s-1,1s-1.Andtheresearchprovidebasisforthedeterminationofparametersintitani