本發(fā)明屬于金屬極薄帶軋制，具體涉及一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)及軋制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，折疊屏被廣泛地應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦等設(shè)備。然而折疊屏在使用過程中易出現(xiàn)折痕、裂紋等缺陷，這大大地影響了折疊屏設(shè)備在生活中的廣泛應(yīng)用。因此，制備具有優(yōu)異折疊性能的極薄帶材料成為克服這一問題的關(guān)鍵。金屬極薄帶的厚度通常在0.1mm以下，并且有著極好的強(qiáng)度與導(dǎo)電性能，在制備柔性電路板、柔性電子產(chǎn)品等方面有著廣闊的發(fā)展前景。目前，常見的改善金屬表面應(yīng)力狀態(tài)的方法有機(jī)械研磨、噴丸、滾壓等，但這些工藝適用于較厚的金屬板材，不適合用于改善極薄帶的表面應(yīng)力狀態(tài)，因此亟需一種方法來改善金屬極薄帶的表面應(yīng)力狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對上述問題提供了一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)及軋制方法。

2、為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

3、一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)，包括凹工作輥和凸工作輥，所述凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位相楔合，所述凹工作輥和凸工作輥兩端非工作區(qū)域的輥徑相同，所述凹工作輥的凹槽部位和凸工作輥的凸出部位均經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，所述凹工作輥的凹槽部位經(jīng)過激光毛化處理，所述凸工作輥的凸出部位呈平整光滑狀。

4、進(jìn)一步，所述凹工作輥的凹槽部位和凸工作輥的凸出部位均經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，具體為對凹工作輥的凹槽部位和凸工作輥的凸出部位進(jìn)行滲氮或滲碳處理。

5、再進(jìn)一步，所述凹工作輥的凹槽部位經(jīng)過激光毛化處理，具體為通過激光處理使凹工作輥的凹槽部位均勻分布微凸起和微凹坑，所述的微凸起和微凹坑呈半球狀。

6、更進(jìn)一步，所述凹工作輥的凹槽部位的深度為20-100μm，寬度為1-40cm，所述微凸起的高度和微凹坑的深度均為0.3-1.0μm。

7、一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，具體包括以下步驟：

8、步驟s1，用無水乙醇將所述的凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位清洗干凈并烘干，將清洗干凈的凹工作輥和凸工作輥安裝在微軋機(jī)上，且凹工作輥布置在凸工作輥的上方，所述凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位相楔合；

9、步驟s2，將納米粒子與分散劑添加到水中，并進(jìn)行高速攪拌和超聲振動處理，配置好乳化液待用；

10、步驟s3，將金屬極薄帶表面用無水乙醇清洗并烘干，放在無塵紙上備用；

11、步驟s4，啟動微軋機(jī)，將步驟s2配制好的乳化液均勻地噴灑在轉(zhuǎn)動的凹工作輥上；

12、步驟s5，待乳化液分散均勻后，將步驟s3中清洗干凈的金屬極薄帶置于凹工作輥與凸工作輥之間進(jìn)行減薄或不變厚度軋制，進(jìn)而改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)；

13、步驟s6，將步驟s5軋制后的金屬極薄帶的表面用無水乙醇清洗干凈并烘干，獲得性能良好的金屬極薄帶。

14、進(jìn)一步，所述步驟s2中的納米粒子為金屬氧化物、石墨烯或硫化物。

15、再進(jìn)一步，當(dāng)納米粒子為金屬氧化物時，可以是tio2、cuo、al2o3或fe3o4，當(dāng)納米粒子為硫化物時，其為mos2。

16、更進(jìn)一步，所述步驟s2中，納米粒子的粒徑為10-500nm；所述乳化液中納米粒子、分散劑和水的質(zhì)量比例為1:1:98。

17、更進(jìn)一步，所述步驟s3中，金屬極薄帶的厚度為10-100μm，材料為銅、鋁、銅合金、鋁合金、鎂合金、不銹鋼或鈦中的任意一種。

18、更進(jìn)一步，所述步驟s5的軋制過程中凹工作輥與凸工作輥之間的輥縫為10-100μm，軋制速度為0.1-1m/min。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、本發(fā)明的軋制方法中將配好的乳化液均勻地噴在工作輥的工作區(qū)域，使納米粒子貼合在凹工作輥凹槽部位的微凸起及微凹坑，然后將金屬極薄帶在凹槽部分進(jìn)行減薄或不變厚度軋制，金屬極薄帶在微米級別的微凸起及微凹坑與納米粒子的共同作用下表面應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，使金屬極薄帶的表面應(yīng)力狀態(tài)由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，從而改善金屬極薄帶的表面應(yīng)力狀態(tài)，提高金屬極薄帶的折疊及抗疲勞性能；使用該方法具有成本低、效率高、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，適用于高品質(zhì)極薄帶的大批量生產(chǎn)；

21、本發(fā)明提出的輥系結(jié)構(gòu)通過表面強(qiáng)化處理減少表面微米級別微凸起及微凹坑的磨損以及防止納米粒子的嵌入，從而延長凹工作輥和凸工作輥的使用壽命；

22、本發(fā)明輥系結(jié)構(gòu)采用凹工作輥和凸工作輥，凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位相楔，避免了凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位直接接觸，從而降低了軋輥表面的磨損，有利于提高軋輥使用壽命；

23、本發(fā)明軋制過程中金屬極薄帶在微米級別的微凸起及微凹坑與納米粒子的共同作用下表面應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，根據(jù)金屬極薄帶的表面粗糙度可選取不同粒徑、不同濃度的納米粒子或者不同的軋制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對金屬極薄帶的表面應(yīng)力狀態(tài)可控。

技術(shù)特征：

1.一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括凹工作輥(1)和凸工作輥(2)，所述凹工作輥(1)的凹槽部位與凸工作輥(2)的凸出部位相楔合，所述凹工作輥(1)和凸工作輥(2)兩端非工作區(qū)域的輥徑相同，所述凹工作輥(1)的凹槽部位和凸工作輥(2)的凸出部位均經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，所述凹工作輥(1)的凹槽部位經(jīng)過激光毛化處理，所述凸工作輥(2)的凸出部位為平整光滑狀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凹工作輥(1)的凹槽部位和凸工作輥(2)的凸出部位均經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，具體為對凹工作輥(1)的凹槽部位和凸工作輥(2)的凸出部位進(jìn)行滲氮或滲碳處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凹工作輥(1)的凹槽部位經(jīng)過激光毛化處理，具體為通過激光處理使凹工作輥(1)的凹槽部位均勻分布微凸起及微凹坑，所述的微凸起及微凹坑呈半球狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凹工作輥(1)的凹槽部位的深度為20-100μm，寬度為1-40cm，所述微凸起的高度與微凹坑的深度均為0.3-1.0μm。

5.應(yīng)用權(quán)利要求4所述輥系結(jié)構(gòu)的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：所述步驟s2中的納米粒子為金屬氧化物、石墨烯或硫化物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：當(dāng)納米粒子為金屬氧化物時，可以是tio2、cuo、al2o3或fe3o4，當(dāng)納米粒子為硫化物時，其為mos2。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：所述步驟s2中，納米粒子的粒徑為10-500nm；所述乳化液中納米粒子、分散劑和水的質(zhì)量比例為1:1:98。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：所述步驟s3中，金屬極薄帶(3)的厚度為10-100μm，材料為銅、鋁、銅合金、鋁合金、鎂合金、不銹鋼或鈦中的任意一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的軋制方法，其特征在于：所述步驟s5的軋制過程中凹工作輥(1)與凸工作輥(2)之間的輥縫為10-100μm，軋制速度為0.1-1m/min。

技術(shù)總結(jié)
可改善金屬極薄帶表面應(yīng)力狀態(tài)的輥系結(jié)構(gòu)及軋制方法，其中，輥系結(jié)構(gòu)包括凹工作輥和凸工作輥，所述凹工作輥的凹槽部位與凸工作輥的凸出部位相楔合，所述凹工作輥和凸工作輥兩端非工作區(qū)域的輥徑相同，所述凹工作輥的凹槽部位和凸工作輥的凸出部位均經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，所述凹工作輥的凹槽部位經(jīng)過激光毛化處理，所述凸工作輥的凸出部位呈平整光滑狀。本發(fā)明提出的輥系結(jié)構(gòu)通過表面強(qiáng)化處理減少表面微米級別微凸起及微凹坑的磨損以及防止納米粒子的嵌入，從而延長凹工作輥和凸工作輥的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：趙敬偉,王琛,連俊杰,趙偉東,馬曉光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17