{"id":2836,"date":"2022-09-28T15:14:44","date_gmt":"2022-09-28T15:14:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.nonwovenmillrolls.com\/?p=2408"},"modified":"2026-10-13T15:07:15","modified_gmt":"2026-10-13T15:07:15","slug":"application-of-3m-non-woven-mill-rolls-on-high-performance-tin-phosphorus-bronze-c5210-copper-foils-manufacture","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.nonwovenmillrolls.com\/br\/application-of-3m-non-woven-mill-rolls-on-high-performance-tin-phosphorus-bronze-c5210-copper-foils-manufacture\/","title":{"rendered":"Aplica\u00e7\u00e3o de Rolos de Lamina\u00e7\u00e3o N\u00e3o Tecidos da 3M na Fabrica\u00e7\u00e3o de Folhas de Cobre C5210 de Estanho-F\u00f3sforo de Alta Performance"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Utilizando o m\u00e9todo de fundi\u00e7\u00e3o cont\u00ednua horizontal e lamina\u00e7\u00e3o a frio de alta precis\u00e3o, foi estudada a liga de cobre C5210 com alto desempenho \u00e0 base de estanho e f\u00f3sforo. A dificuldade de laminar a liga de cobre C5210 com alto desempenho, com 400 mm de largura, foi superada mediante o uso de uma elevada taxa de redu\u00e7\u00e3o, rolos de moinho em n\u00e3o tecido 3M e nivelamento por tra\u00e7\u00e3o, al\u00e9m da adapta\u00e7\u00e3o do moinho de 14 cilindros da ind\u00fastria de a\u00e7o inoxid\u00e1vel. A resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o no estado SH pode atingir mais de 730 MPa, o alongamento pode ultrapassar 12% e a precis\u00e3o de espessura pode ser de cerca de 0,002 mm, atendendo \u00e0s exig\u00eancias dos clientes por um cobre de alto desempenho e alta elasticidade.<\/p>\n\n\n\n

Com o desenvolvimento da produ\u00e7\u00e3o industrial, os componentes de eletr\u00f4nicos, telecomunica\u00e7\u00f5es, eletrodom\u00e9sticos e outros produtos est\u00e3o se tornando cada vez mais miniaturizados e densos, exigindo tiras de folha de cobre com espessura mais fina e propriedades mec\u00e2nicas mais elevadas. Como a folha de cobre eletrol\u00edtica \u00e9 obtida por eletrodeposi\u00e7\u00e3o, o estado cristalino de suas part\u00edculas de cobre \u00e9 em forma de agulha vertical, e essa estrutura em forma de agulha tende a quebrar durante a flex\u00e3o din\u00e2mica, enquanto as part\u00edculas de cobre da folha de cobre laminada apresentam uma estrutura em forma de eixo horizontal, podendo ser dobradas e flexionadas muitas vezes. A ductilidade, a resist\u00eancia \u00e0 flex\u00e3o e a suavidade da superf\u00edcie da folha s\u00e3o melhores do que as da folha de cobre eletrol\u00edtica.<\/p>\n\n\n\n

Este projeto adota tecnologia de produ\u00e7\u00e3o internacional avan\u00e7ada para estudar a folha de cobre de bronze fosforoso estanhado C5210, e o produto desenvolvido pertence \u00e0 categoria de folhas de cobre de liga de alto desempenho laminadas, sendo o material b\u00e1sico da ind\u00fastria eletr\u00f4nica.<\/p>\n\n\n\n

1 Situa\u00e7\u00e3o atual da pesquisa sobre folhas de cobre no mercado interno<\/h4>\n\n\n\n

A faixa de folha de cobre pode ser produzida por eletr\u00f3lise e lamina\u00e7\u00e3o. Atualmente, a folha de cobre eletrol\u00edtica ultrafina de dupla face brilhante de alto desempenho e seu m\u00e9todo de prepara\u00e7\u00e3o foram desenvolvidos com sucesso na China. A espessura pode ser de no m\u00e1ximo 84m, a rugosidade \u00e9 de no m\u00e1ximo Q.25Hm e o alongamento \u00e9 superior a 5%; devido a diferentes requisitos do produto, o material de folha de cobre C5210 de estanho-f\u00f3sforo-bronze de alto desempenho deve ser produzido por lamina\u00e7\u00e3o, o que \u00e9 limitado por equipamentos, tecnologia e outros fatores. Apenas alguns fabricantes nacionais conseguem produzir folha de cobre laminada por trens de lamina\u00e7\u00e3o dom\u00e9sticos, e algumas tiras apresentam ondula\u00e7\u00f5es e rupturas, al\u00e9m de um fraco efeito de remo\u00e7\u00e3o de \u00f3leo durante o processo de lamina\u00e7\u00e3o, com largura de lamina\u00e7\u00e3o inferior a 305mm, o que n\u00e3o atende plenamente \u00e0s exig\u00eancias dos clientes.<\/p>\n\n\n\n

2 Principais indicadores t\u00e9cnicos do produto deste projeto<\/p>\n\n\n\n

Com refer\u00eancia \u00e0s normas japonesas JIS e \u00e0 norma americana ASIM para tiras de ligas de cobre, combinadas com as exig\u00eancias do mercado, foi elaborada uma norma empresarial. Os principais indicadores t\u00e9cnicos s\u00e3o apresentados nas Tabelas 1 e 2.<\/p>\n\n\n\n

Grau<\/td>Cu<\/td>Pb<\/td>Fe<\/td>Sn<\/td>Zn<\/td>Mn<\/td>Ni<\/td>P<\/td>Cu+Sn+P<\/td><\/tr>
C5210<\/td><\/td>\u22640.02<\/td>0.10<\/td>7.0-9.0<\/td>\u22640.20<\/td><\/td><\/td>0.03-0.35<\/td>\u226599.5<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabela 1 Elementos de bronze (%)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Grau<\/td>Estado<\/td>Espessura, mm<\/td>Resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o, MPa<\/td>Alongamento, %<\/td>Dureza Vickers, HV<\/td><\/tr>
C5210 (QSn8-0.3)<\/td>SH<\/td>0.05-0.15<\/td>730-830<\/td>\u226510<\/td>230-250<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabela 2 Desempenho mec\u00e2nico<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

3 Pesquisa do produto e solu\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas<\/p>\n\n\n\n

3.1 Determina\u00e7\u00e3o do grau, especifica\u00e7\u00e3o e estado do produto<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O grau do produto \u00e9 determinado como bronze estanho-f\u00f3sforo C5210 (QSn8-Q3); o estado do produto \u00e9 EH e SH; a espessura \u00e9 de 0,07 mm, 0,075 mm, 0,08 mm; a largura \u00e9 de 305~400 mm.<\/p>\n\n\n\n

3.2 Determina\u00e7\u00e3o do roteiro do processo do produto<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O processo de produ\u00e7\u00e3o “fornecimento de tarugo por fundi\u00e7\u00e3o cont\u00ednua horizontal – lamina\u00e7\u00e3o a frio – recozimento – acabamento” \u00e9 utilizado para estudar a folha de cobre de bronze fosforoso estanhado C5210.<\/p>\n\n\n\n

4 An\u00e1lise do processo de pesquisa do produto<\/p>\n\n\n\n

4.1 Aperfei\u00e7oar o processo de lamina\u00e7\u00e3o do produto para resolver os problemas da folha de cobre que se rompe facilmente e da dificuldade em controlar a forma da chapa. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Este projeto renovou a laminadora de acabamento de quatorze cilindros da ind\u00fastria de a\u00e7o inoxid\u00e1vel e aplicou-a pela primeira vez na ind\u00fastria de processamento de cobre. O sistema de controle de espessura da laminadora foi alterado em rela\u00e7\u00e3o ao original. O medidor de espessura por raios Y foi substitu\u00eddo por um medidor de espessura por contato fabricado pela Vollmer, da Alemanha.<\/p>\n\n\n\n

Para evitar a insufici\u00eancia da precis\u00e3o de medi\u00e7\u00e3o devido \u00e0s mudan\u00e7as na composi\u00e7\u00e3o, foram transformados os sistemas de transmiss\u00e3o el\u00e9trica, press\u00e3o hidr\u00e1ulica, lubrifica\u00e7\u00e3o e outros aspectos de suporte. Ao mesmo tempo, foi estudada a linha de produ\u00e7\u00e3o existente de bronze fosforoso estanhado de dupla passagem com 440 mm de largura, e a largura final do produto de teste pode chegar a 400 nm.<\/p>\n\n\n\n

As caracter\u00edsticas da lamina\u00e7\u00e3o de folha de cobre de liga de alta resist\u00eancia s\u00e3o que a redu\u00e7\u00e3o absoluta \u00e9 pequena, a redu\u00e7\u00e3o relativa \u00e9 grande, o rolo opera em folga negativa, a for\u00e7a de lamina\u00e7\u00e3o \u00e9 elevada e frequentemente ocorre o alarme de limite de press\u00e3o de lamina\u00e7\u00e3o. O procedimento de lamina\u00e7\u00e3o da folha de cobre seleciona 3 a 4 passes e utiliza uma baixa taxa de redu\u00e7\u00e3o por passo. A taxa de redu\u00e7\u00e3o do primeiro passo n\u00e3o excede 25%, e os passes restantes s\u00e3o gradualmente reduzidos de acordo com uma distribui\u00e7\u00e3o de 2 a 4 taxas de redu\u00e7\u00e3o. A tra\u00e7\u00e3o dianteira \u00e9 inferior \u00e0 configura\u00e7\u00e3o da tra\u00e7\u00e3o traseira, sendo a primeira 10 a 25 kN menor que a segunda. Este processo apresenta lamina\u00e7\u00e3o est\u00e1vel e consegue resolver o problema de interrup\u00e7\u00e3o da tira durante o processo de lamina\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

A laminadora de quatorze cilindros \u00e9 uma laminadora multi-cilindros equipada com m\u00faltiplos meios de ajuste da forma da chapa. Quando se lamina uma folha de liga de cobre de alta resist\u00eancia, pequenas deforma\u00e7\u00f5es desuniformes podem provocar defici\u00eancias na forma da pe\u00e7a. Diante dessa situa\u00e7\u00e3o, o m\u00e9todo de ajuste da forma desta laminadora consiste em determinar os par\u00e2metros \u00f3timos de controle da forma utilizando o sistema de extra\u00e7\u00e3o dos cilindros e o perfil dos cilindros da laminadora de quatorze cilindros:<\/p>\n\n\n\n

(1) Analise a for\u00e7a do segundo rolo intermedi\u00e1rio durante o lamina\u00e7\u00e3o de folha de liga de cobre e teste a influ\u00eancia dos rolos com perfis convexos de +0,05 mm e +Q0,03 mm na forma da tira durante a lamina\u00e7\u00e3o. No teste comparativo, a coroa do rolo convexo foi finalmente determinada como sendo de +0,03 mm, e a gera\u00e7\u00e3o de ondas intermedi\u00e1rias durante a lamina\u00e7\u00e3o foi reduzida atrav\u00e9s da otimiza\u00e7\u00e3o do perfil do rolo convexo.<\/p>\n\n\n\n

As Figuras 1 e 2 s\u00e3o imagens da forma das chapas laminadas com diferentes curvaturas.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

(2) Como a laminadora de quatorze cilindros \u00e9 utilizada na produ\u00e7\u00e3o de tiras de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, o produto com largura de 420 nm \u00e9 laminado com uma forma de rolo c\u00f4ncavo: o comprimento do cone \u00e9 de 120 mm, e a inclina\u00e7\u00e3o \u00e9 de Q36 mm. Essa forma de rolo c\u00f4ncavo \u00e9 usada na lamina\u00e7\u00e3o de cobre. Ondula\u00e7\u00f5es em ambos os lados tendem a ocorrer quando se utiliza folha de liga.<\/p>\n\n\n\n

Ap\u00f3s a an\u00e1lise de for\u00e7as de todo o sistema de rolos, foram testados tr\u00eas esquemas: cone de um est\u00e1gio, cone de dois est\u00e1gios e cone de tr\u00eas est\u00e1gios. O resultado \u00e9 que o tipo de rolo c\u00f4nico de dois est\u00e1gios \u00e9 ideal, com comprimento do cone de 230 mm e comprimento do cone da borda de 170 nm, e o \u00e2ngulo de conicidade \u00e9 de 0,36 mm; o comprimento do cone central \u00e9 de 60 mm, com conicidade de 0,04 mm.<\/p>\n\n\n\n

Ao alterar o sistema de rolos, elimina-se a influ\u00eancia das ondula\u00e7\u00f5es nas duas faces na qualidade da forma da tira.
Fig. 3, Fig. 4 e Fig. 5 s\u00e3o imagens das formas das chapas laminadas utilizando tr\u00eas tipos de rolos c\u00f4nicos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

4.2 A aplica\u00e7\u00e3o dos rolos 3M na lamina\u00e7\u00e3o dom\u00e9stica de 14 fios resolve o problema da desengraxe na lamina\u00e7\u00e3o de tiras de folha met\u00e1lica. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Atualmente, os principais m\u00e9todos de desengraxe incluem a compress\u00e3o e a raspagem.<\/p>\n\n\n\n

O laminador de 14 rolos utiliza o m\u00e9todo de raspagem de \u00f3leo na produ\u00e7\u00e3o de a\u00e7o inoxid\u00e1vel. O raspador de \u00f3leo \u00e9 feito de material pl\u00e1stico e apresenta um bom efeito de remo\u00e7\u00e3o de \u00f3leo. No entanto, quando o dispositivo de remo\u00e7\u00e3o de \u00f3leo \u00e9 usado para lamina\u00e7\u00e3o de folha de cobre, como a tira de cobre \u00e9 mais macia do que o material de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, ap\u00f3s um per\u00edodo de uso, o p\u00f3 de cobre laminado tende a se acumular na lateral do raspador de \u00f3leo, causando arranh\u00f5es na superf\u00edcie da tira, o que afeta seriamente a qualidade da superf\u00edcie da tira; portanto, o dispositivo de raspagem de \u00f3leo n\u00e3o pode ser utilizado.<\/p>\n\n\n\n

Se for selecionado o m\u00e9todo de compress\u00e3o por rolos, o efeito de compress\u00e3o n\u00e3o pode ser alcan\u00e7ado porque o material \u00e9 muito fino. Por esse motivo, o rolo de compress\u00e3o 3M foi estudado e modificado, sendo aplicado na lamina\u00e7\u00e3o de 14 fios para resolver o problema da desengraxe da superf\u00edcie da tira.<\/p>\n\n\n\n

Figura 6. A Figura 7 mostra as imagens do raspador de \u00f3leo e do dispositivo de desengraxe com rolo 3M durante a lamina\u00e7\u00e3o da folha met\u00e1lica.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

4.3 Durante o processo de lamina\u00e7\u00e3o do produto acabado, utiliza-se uma alta taxa de redu\u00e7\u00e3o para que o produto atinja elevados \u00edndices de resist\u00eancia mec\u00e2nica superiores a 730 MPa.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O material met\u00e1lico sofre deforma\u00e7\u00e3o pl\u00e1stica durante o processo de lamina\u00e7\u00e3o, ocorrendo o fen\u00f4meno de encruamento, e as propriedades mec\u00e2nicas do material s\u00e3o significativamente aprimoradas.<\/p>\n\n\n\n

No estado totalmente recristalizado do bronze fosforoso com estanho, com o aumento da taxa de processamento, o desempenho do material tamb\u00e9m se torna cada vez mais elevado. Portanto, o \u00edndice de desempenho do produto \u00e9 controlado por meio da explora\u00e7\u00e3o da respectiva taxa de processamento. A resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o \u00e9 superior a 730 MPa, e a taxa total de processamento \u00e9 superior a 50%, podendo atingir at\u00e9 63%. Naturalmente, o desempenho do estado recristalizado (tamb\u00e9m conhecido como estado bruto) exerce uma certa influ\u00eancia sobre o desempenho do produto final.<\/p>\n\n\n\n

Figura 8. A Figura 9 mostra as imagens da microestrutura de produtos laminados com baixa taxa de processamento e alta taxa de processamento, respectivamente.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

4.4 Processo de recozimento inferior do produto em pesquisa<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Para garantir indicadores de desempenho de alta resist\u00eancia, o recozimento inferior pode ser realizado de duas maneiras: em um forno de recozimento tipo sino e em um forno de almofada de ar desenrolador. Para tiras finas com espessura inferior a 0,2 mm, ambos os m\u00e9todos de recozimento s\u00e3o insuficientes.<\/p>\n\n\n\n

Como o forno de recozimento tipo sino \u00e9 utilizado para o recozimento de bobinas, ocorre uma ades\u00e3o severa entre as tiras de cobre, e a qualidade da superf\u00edcie n\u00e3o pode ser garantida.<\/p>\n\n\n\n

Quando a tira fina \u00e9 recozida em um forno de almofada de ar, existem dois problemas principais. Um deles \u00e9 que a tira \u00e9 fina e macia, e h\u00e1 facilidade de ruptura na zona do forno; o outro \u00e9 que a velocidade de opera\u00e7\u00e3o \u00e9 limitada e, ap\u00f3s o recozimento, a tira fica muito macia, com desempenho do produto acabado abaixo dos requisitos.<\/p>\n\n\n\n

Com base nos dois pontos acima, adota-se o recozimento em forno de almofada de ar para a reserva inferior, e exploram-se principalmente a tens\u00e3o e a press\u00e3o do ar na zona do forno para diferentes especifica\u00e7\u00f5es do material da reserva inferior, a fim de garantir que a tira de cobre possa operar de forma normal e cont\u00ednua.<\/p>\n\n\n\n

Como o desempenho do material de base afeta o desempenho do produto acabado, \u00e9 necess\u00e1rio ajustar a temperatura e a velocidade de recozimento, e ajustar a temperatura de recozimento na velocidade mais r\u00e1pida para garantir que a base seja recozida normalmente e que o desempenho do produto acabado atenda aos requisitos de alto desempenho.<\/p>\n\n\n\n

4.5 Determinar o processo de nivelamento por tra\u00e7\u00e3o para garantir o efeito de endireitamento<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O nivelador por flex\u00e3o-tens\u00e3o \u00e9 realizado principalmente por meio da tens\u00e3o de endireitamento e do ajuste segmentar dos rolos de suporte. Como a espessura da folha de cobre \u00e9 inferior a Q lmm, o que j\u00e1 est\u00e1 abaixo da espessura m\u00ednima Qlmm do nivelador por flex\u00e3o-tens\u00e3o, \u00e9 f\u00e1cil ocorrer superendireitamento e ruptura da tira durante o processo, al\u00e9m de um efeito de endireitamento insatisfat\u00f3rio e uma s\u00e9rie de outros problemas.<\/p>\n\n\n\n

Para completar o processo de endireitamento da folha de cobre, o processo de endireitamento deve ser ajustado. Trata-se de controle de tens\u00e3o. A tens\u00e3o aplicada deve atender aos requisitos de endireitamento e \u00e9 necess\u00e1rio evitar que a fita se rompa devido \u00e0 tens\u00e3o excessiva; em segundo lugar, \u00e9 preciso ajustar a folga adequada entre os rolos. Limitar o valor m\u00e1ximo da press\u00e3o de ajuste segmentar para evitar corre\u00e7\u00f5es excessivas.<\/p>\n\n\n\n

O processo de endireitamento \u00e9 determinado por meio de experimentos cont\u00ednuos para garantir o efeito de endireitamento e obter uma boa forma da chapa.<\/p>\n\n\n\n

5 Resultados dos testes de pesquisa do produto<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Os resultados dos testes do produto enviados ao centro de testes da Chinalco Luoyang Copper Co., Ltd. est\u00e3o apresentados nas Tabelas 3 e 4.<\/p>\n\n\n\n

A desengraxe da superf\u00edcie da tira na lamina\u00e7\u00e3o \u00e9 um problema mundial. Para escolher um bom m\u00e9todo de desengraxe, ele deve ter um bom efeito de desengraxe, sem causar danos \u00e0 superf\u00edcie do material.<\/p>\n\n\n\n

Grau<\/td>Cu<\/td>Pb<\/td>Fe<\/td>Sn<\/td>Zn<\/td>Mn<\/td>Ni<\/td>P<\/td>Cu+Sn+P<\/td><\/tr>
C5210<\/td><\/td>\u22640.02<\/td>0.10<\/td>7.0-9.0<\/td>\u22640.20<\/td><\/td><\/td>0.03-0.35<\/td>\u226599.5<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabela 3 Elementos Qu\u00edmicos (%)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Grau<\/td>Estado<\/td>Espessura, mm<\/td>Resist\u00eancia \u00e0 Tra\u00e7\u00e3o, MPa<\/td>Alongamento, %<\/td>Dureza Vickers, HV<\/td><\/tr>
C5210 (QSn8-0.3)<\/td>SH<\/td>0.05-0.15<\/td>730-830<\/td>\u226510<\/td>230-250<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabela 4 Desempenho Mec\u00e2nico<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

6 Conclus\u00e3o<\/h4>\n\n\n\n

Este projeto pesquisa e transforma a laminadora de quatorze cilindros utilizada na ind\u00fastria de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, aplica o dispositivo de desengraxe de rolos 3M, realiza inova\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica e melhoria do processo, e desenvolve uma folha de cobre C5210 de bronze estanho-f\u00f3sforo de alta performance com largura de 400 mm. Ele resolve o problema de que folhas de bronze estanho-f\u00f3sforo C5210 de alta performance com 400 mm de largura n\u00e3o podem ser produzidas por lamina\u00e7\u00e3o na China.<\/p>\n\n\n\n

(2) A pesquisa sobre o processo de recozimento com reten\u00e7\u00e3o na parte inferior resolve o problema de que o processo de recozimento com reten\u00e7\u00e3o na parte inferior para produtos em tira fina \u00e9 dif\u00edcil de ser alcan\u00e7ado. Ao adotar m\u00e9todos de processamento como alta taxa de deforma\u00e7\u00e3o e endireitamento por flex\u00e3o-tracionamento, s\u00e3o obtidos indicadores de desempenho de boa forma e alta resist\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n

(3) A resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o do produto no estado SH atinge mais de 730 MPa, a precis\u00e3o da espessura \u00e9 de 0,002 mm, e os indicadores t\u00e9cnicos alcan\u00e7aram o n\u00edvel avan\u00e7ado internacional. O produto foi reconhecido no mercado e pode substituir produtos importados.<\/p>\n