Page 94 - 机械工程材料2024年第十一期

张健宇，等：冷轧和退火对压延铜箔残余应力和力学性能的影响

和冷加工硬化减弱，铜箔部分恢复塑性变形能力；同 7次翻倍至15次，耐弯折性能和抗拉强度显著提高，
时铜箔发生再结晶，减少了轧制过程中产生的位错 断后伸长率大幅下降，RD面的表面粗糙度基本不
和晶格畸变，使铜箔内部的微观结构更加均匀和稳 变，TD面的表面粗糙度大幅减小。退火处理后，压
定。因此，铜箔的塑性变形能力和断后伸长率提高， 延铜箔的硬度又降至58 HV，平均耐弯折疲劳寿命
抗拉强度则降低。 增加为33次，耐弯折性能进一步提升，抗拉强度降
2.3 表面粗糙度 低，断后伸长率有所提高，RD面的表面粗糙度基本
由图6可知，铜箔母材以及轧制态和退火态压 不变，TD面的表面粗糙度略有增加。
延铜箔RD面的表面粗糙度接近，约为 0.065 μm，
参考文献：
TD面的表面粗糙度变化明显，分别为0.199，0.059，
0.068 μm。在冷轧过程中，铜箔受到高压力作用发 ［1］ 李志宣，陈越，林洪斌，等. 无机固态电解质及其电极-

生强烈的塑性变形，RD面变得光滑，同时细化的晶 电解质界面优化对全固态锂离子电池性能提高的研究
粒能够填补表面的微观缺陷，TD面的表面粗糙度同 进展［J］. 福建师范大学学报（自然科学版），2021，37（1）：
18-30.
样降低。在随后退火处理过程中，铜箔内部发生再
LI Z X，CHEN Y，LIN H B，et al. Research progress
结晶，晶粒逐渐长大，并且内部残余应力逐渐释放，
on inorganic solid electrolyte and its improvement of
导致材料表面发生微小的变形或起伏，进而使TD面
interface issue for all-solid-state lithium batteries［J］.
的表面粗糙度升高 ［21］ 。 Journal of Fujian Normal University（Natural Science
Edition），2021，37（1）：18-30.

［2］ LI J K，REN X P，LING Z，et al. Improving bending
property of copper foil by the combination of double-
rolling and cross rolling［J］. Journal of Materials
Research and Technology，2020，9（3）：6922-6927.

［3］ WANG W J，LIU X F，XIE J X. Double-coating and
porous treatments and evaluation of rolled copper foil
surface［J］. Surface and Coatings Technology，2014，
254：284-290.
图 6 铜箔母材和不同加工状态压延铜箔 RD 面和
［4］ WU M Y，LI X P，DONG H L，et al. High-performance

TD 面的表面粗糙度 flexible dielectric tunable BTS thin films prepared on
Fig. 6 Surface roughness of copper foil base metal and rolled copper
foil in different processing states on RD surface and TD surface copper foils［J］. Ceramics International，2019，45（13）：
16270-16274.
3 结 论 ［5］ XIA L，LI Y，ZHAO S，et al. Corrosion characteristics

of rolling oil on the rolled copper foil［J］. Materials，
（1）经过冷轧处理后，压延铜箔的晶粒显著细
2020，13（21）：4933.
化，沿轧制方向拉长，平均晶粒尺寸减小至5.7 μm，

［6］ GHOSH G，SIDPARA A，BANDYOPADHYAY P
织构以形变织构为主，Copper织构{121}〈1 1 1〉占比 P. Experimental and theoretical investigation into surface
较大。经退火处理后，压延铜箔晶粒长大，平均晶粒 roughness and residual stress in magnetorheological
尺寸增加至9.4 μm，长条形晶粒大部分消失，晶粒取 finishing of OFHC copper［J］. Journal of Materials
向趋向随机分布，此时以退火织构为主，Cube织构 Processing Technology，2021，288：116899.

〈001〉占比较大。 ［7］ XIAO Z E，CHEN J，LIU J，et al. Microcrystalline
copper foil as a high performance collector for lithium-
（2）经过冷轧处理后，由于晶粒细化、晶格错配
ion batteries［J］. Journal of Power Sources，2019，438：
和形变织构的转变，压延铜箔的表面残余应力从铜
226973.
箔母材的 218.21 MPa增加至 543.02 MPa。退火处
［8］ LI J K，REN X P，ZHANG Y L，et al. Microstructural

理后，晶粒发生回复再结晶，表面残余应力又下降至 response of copper foil to a novel double-cross
237.47 MPa。 rolling process［J］. Journal of Materials Research and
（3）经过冷轧处理后，压延铜箔的硬度从铜箔母 Technology，2020，9（6）：15153-15163.
材的42 HV增加到135 HV，平均耐弯折疲劳寿命由 ［9］ 龚永林. 2023年电子电路技术亮点［J］. 印制电路信息，

86