本发明专利技术属于有色金属材料领域，特别提供了一种有两表面不同粗糙度和非对称梯度组织的铜材及成形方法。铜材纯度大于等于99.90%，密度为8.90±0.03g/cm3；纯铜材料的晶粒尺寸呈非对称梯度分布：靠近光面区域的晶粒相邻晶界间距平均值为0.35~16.20?m；靠近毛面区域的晶粒相邻晶界间距平均值为0.66~18.50?m；而厚度中性面靠近毛面侧区域的晶粒相邻晶界间距平均值为1.42~24.10?m；光面粗糙度为0.03~0.15?m，毛面粗糙度为0.15~2.0?m。本发明专利技术粗糙表面利于与其他材料高强度结合、冲压成型性好，而光滑表面外表美观性好、有利于提高电镀涂层的光亮度；成形方法简单，流程短，效率高，产品质量易于控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属材料领域，特别是提供了一种。
技术介绍
纯铜材料由于具有优异的导电、导热性，良好的耐疲劳、耐腐蚀性以及塑性成形性能而得到广泛应用，是现代工业发展的重要基础材料之一。随着电子工业的快速发展，纯铜材料在诸如挠性印刷电路板铜箔、电子连接件等许多高新
得到了更为广泛的应用，同时对纯铜材料的综合性能也提出了越来越高的要求。为了使纯铜材料不同部位满足不同使用工况的要求或是实现不同部位的不同功能，往往希望获得特殊组织结构的纯铜材料。例如，对于用作挠性印刷电路板铜箔的纯铜材料，希望控制上、下表层以及芯部之间的组织差异，获得晶粒大小多尺度化的梯度组织结构，以便提高材料的整体性能[K Lu. The future of metals. Science, 2010, 328 319-320]，满足应用中对不同部位性能的要求。目前通过表面机械碾磨处理可以获得梯度纳米铜材料(晶粒尺寸由表及里逐渐增大)，这种组织结构的材料具备优异的塑性变形能力，同时表面纳米层具备高强度特性，有利于防止材料的表面失效[T H Fang, W L Li，N RTao, et al. Revealing extraordinary intrinsic tensile plasticity in gradientnano-grained copper. Science，2011，331 :1587-1590]。但是，表面机械碾磨处理需要在较低的温度条件下进行，并且主要针对尺寸较大的块体棒材，难以用于使金属带材获得梯度组织结构。此外，也有通过形变热处理获得晶粒尺寸由表层至芯部呈梯度结构分布的金属带材的方法。该方法的实现主要包括两种途径一是控制形变时不同区域变形量大小不同，然后进行再结晶退火处理[Y P JiangiX Y Yang, L Zhang. Grain refinement in AZ61 Mgalloy during hot cyclic bending.Materials Science Forum，2011,667-669 :623-627]；二是在形变带材中分区域添加不同质量的形核抑制剂，从而控制热处理时不同区域的再结晶形核速率不同[K H HwangiM R Plichta, J K Lee.Grain-size-gradient nickel alloys !Fabrication and tensile properties. Materials Science and Engineering A，1988，101 =183-192]。在上述梯度组织结构铜材中，细小晶粒组织提高了裂纹源形成抗力，粗大晶粒组织提高了裂纹扩展抗力，从而使得梯度组织结构材料相比普通均匀组织结构材料而言具有了更高的疲劳寿命。纯铜材料的使用性能不仅受到微观组织结构的影响，还与其表面形貌有密切的关系。众所周知，表面粗糙度作为纯铜材料的重要特性之一，直接影响其导电性能、冲压性能、耐蚀性能、涂镀性能以及疲劳寿命。因此，对于要求两表面使用性能不同的纯铜材料，通常还需要在其两表面获得不同的表面粗糙度。目前实现纯铜材料两个表面粗糙度不同的方法主要有电镀粗化法和轧辊毛化法两种。电镀粗化法主要应用于铜箔后续表面处理，通过阴极电沉积使纯铜材料表面形成具有高比表面积的粗糙镀层。一般情况下，铜箔需要经过多次粗化处理，才能满足后续使用时与树脂等材料间界面结合力强的要求；但过分的粗化处理又会影响到粗糙表面镀层均匀性，不利于后续精细线路的形成。轧辊毛化法主要是利、用轧制过程中轧辊表面粗糙度对板带表面粗糙度的“映射”作用实现纯铜材料的表面粗糙化。通过轧辊毛化技术在两工作辊表面制造出不同的表面粗糙度，而后经过轧制可以获得一种新型的两面具有不同表面粗糙度的板带材[G Hong, G N Chen. Asymmetrical coldrolling realized on plan mill for steel sheet by laser—textured rolls. Iron andSteel, 1988,33 :66-69]。该类板带材的上、下两表面可以同时分别满足冲压和电镀的工艺要求。随着现代高新技术的迅猛发展，对兼具两表面不同粗糙度和梯度组织结构的纯铜材料的需求越来越大。以挠性印刷电路板铜箔为例，优异的耐弯曲性能以及与树脂基板之间实现牢固的结合是其基本而重要的性能。从微观组织结构角度出发，若使铜箔获得梯度组织结构，则可以充分利用细晶和粗晶组织对裂纹形成及扩展的阻碍作用，进一步提高其耐弯曲性能；与此同时，若使铜箔两表面具备不同的表面粗糙度，则可以利用粗糙度小的表面保证铜带外表面的美观性及良好的高频导电性，而利用粗糙度大的表面实现与树脂基板的牢固结合，获得高的界面结合强度。 因此，合理地设计并控制纯铜材料的表面粗糙度不同以及组织结构梯度化，是提高其整体性能的一个重要途径，也是高新技术发展的迫切需求。然而，目前尚没有兼具两表面不同粗糙度和非对称梯度组织特征的纯铜材料，而在控制纯铜材料表面粗糙度不同的基础上，同步实现其梯度组织结构的成形方法，也未见到相关的报道。
技术实现思路
本专利技术提出了一种。采用双合轧制技术，在室温下对中间均匀涂覆双合油的两层纯铜材料进行单道次或多道次累积轧制，利用轧制过程中轧辊表面粗糙度及中间润滑状况对纯铜材料两表面粗糙度的不同影响，实现纯铜材料两表面的粗糙度不同；同时，结合在不同的轧制工艺条件下，与轧辊接触的纯铜材料表面(以下称作“光面”)以及两层纯铜材料相互接触表面(以下称作“毛面”)处的受力状况的差异，获得纯铜材料沿垂直于轧制方向的非对称梯度组织。本专利技术的目的在于提供一种，省去传统的纯铜材料表面电镀粗化和固化处理等多道工序，缩短工艺流程，减轻环境污染，降低生产成本，近终形获得两表面粗糙度不同且具有非对称梯度组织特征的高性能纯铜材料。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下 一种有两表面不同粗糙度和非对称梯度组织特征的纯铜材料，纯度大于等于99. 90%,密度为8. 90±0. 03g/cm3。纯铜材料的微观组织由拉长的扁平状晶粒组成，在沿垂直于轧制方向上，纯铜材料的晶粒尺寸呈非对称梯度分布靠近光面区域的晶粒最为细小，相邻晶界间距平均值为0. 35^16. 20Mffl ;靠近毛面区域的晶粒略大于光面侧晶粒，相邻晶界间距平均值为0. 66^18. 50Mffl ;而厚度中性面靠近毛面侧区域的晶粒整体最为粗大，相邻晶界间距平均值为1.42 24. ΙΟμπι。纯铜材料的光面和毛面两表面粗糙度不同，光面粗糙度为0. 03 0. 15Mm，毛面粗糙度为0. 15 2. OMm0所述一种有两表面不同粗糙度和非对称梯度组织特征的纯铜材料的成形方法，分三步进行 I.选用厚度为0. Γ2. Omm的硬态铜带进行再结晶退火，退火制度为35(T600°C保温l(Tl20min ;退火铜带的等轴晶平均晶粒尺寸为5 30Mm ;退火铜带两表面粗糙度相同，在O.05 O. 20Mm范围内。2.将两张退火铜带进行重合，选用运动黏度(40°C)为f IOmmVs的深度精制馏分矿物油作为双合油，均匀地涂覆于两张退火铜带之间。3.将重合的两张退火铜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有两表面不同粗糙度和非对称梯度组织的铜材，其特征在于纯度大于等于99. 90%，密度为8. 90±0. 03g/cm3 ;纯铜材料的微观组织由拉长的扁平状晶粒组成，在沿垂直于轧制方向上，纯铜材料的晶粒尺寸呈非对称梯度分布靠近光面区域的晶粒最为细小，相邻晶界间距平均值为O. 35^16. 20Mffl ;靠近毛面区域的晶粒略大于光面侧晶粒，相邻晶界间距平均值为O. 66^18. 50Mffl ;而厚度中性面靠近毛面侧区域的晶粒整体最为粗大，相邻晶界间距平均值为1.42 24. IOMffl;纯铜材料的光面和毛面两表面粗糙度不同，光面粗糙度为O. 03 O. 15Mm，毛面粗糙度为O. 15 2. OMm02.如权利要求I所述的一种有两...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪峰，谢建新，汪汐涌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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