随着5G通讯的发展,C19400铜合金板带广泛应用于超大规模集成电路,为更好的实现集成电路结构功能一体化,对C19400铜合金板带提出了更高的要求。冷轧作为C19400铜合金板带加工过程中最关键的工序,决定着板带尺寸精度、表面质量和性能,不同轧制工艺参数对轧制变形规律与性能会产生较大影响。因此,迫切需要开展C19400铜合金板带冷轧变形规律与性能研究。本文以C19400铜合金板带为研究对象,基于有限元分析与试验相结合的研究方法,针对冷轧变形规律与性能开展了深入研究,研究成果为冷轧工艺参数优化提供了数据基础,为提高铜合金板带材的综合性能及进一步挖掘其应用潜力提供理论依据与参考。主要研究内容及研究结果如下:1.基于拉伸实验获得了不同应变速率条件下C19400铜合金应力应变关系,建立了C19400铜合金室温本构方程,并验证了该本构方程的预测精确性。基于Deform-3D有限元平台和弹塑性有限元法,建立了C19400铜合金板带冷轧变形有限元模型。在同等条件下进行轧制实验,验证了建立的C19400铜合金板带冷轧变形有限元模型的准确性和可靠性。2.在稳定轧制阶段,轧制力的大小及波动性随轧制道次增加而增加;轧制力随摩擦系数的增加而增大,摩擦系数每增加0.05,轧制力约增加35 KN,摩擦系数过大会增强轧制力的波动性。不同轧制道次匹配条件下,轧制道次匹配为4道次时各道次轧制力远高于其他道次匹配,即各道次变形量的改变会影响轧制力大小;而轧辊转速对轧制力无明显影响,但轧辊转速增加会增大轧制力波动性,缩短轧制周期。3.在冷轧变形过程中,应变随变形量增加而增大。在板带与轧辊接触面上沿宽度方向由中心向边部逐渐增大;沿长度方向板带端部的应变值大于中部应变值,且中部应变分布相对均匀,解释了板带边部减薄现象。应变随摩擦系数的增加而增加,不同道次匹配对最终应变值影响较小,轧辊转速对应变几乎无影响。4.板带在各道次冷轧变形后会发生回弹。以第1道次为例,摩擦系数分别为0.15、0.20、0.25时的回弹值分别为0.35、0.36、0.37,回弹值随摩擦系数的增加而逐渐增加;轧制过程分别经4道次、5道次、6道次轧制时,P1点的总回弹值分别为0.94、1.19、1.55,对比摩擦系数和轧辊转速,轧制道次匹配对回弹值影响较大;轧辊转速对回弹值无明显影响,但可缩短回弹时间。5.板带残余应力随变形量增加逐渐增大且中部分布趋向均匀,板带边部和两端易形成残余应力累积。残余应力随摩擦系数增加而增大;轧辊转速对残余应力最大值影响很小,21 r/min时残余应力分布较为均匀;相对其他道次匹配,5道次轧制后板带的残余应力较小且分布相对均匀。6.综合不同摩擦系数、轧辊转速、轧制道次分别对轧制力、应变、残余应力、回弹的分析结果,当摩擦系数为0.15、轧辊转速为21 r/min、轧制道次5道次时为较合理的C19400铜合金板带冷轧工艺参数。7.基于C19400铜合金板带冷轧变形试验,获得了不同变形量时的性能参数。其导电率、延伸率随变形量的增加而逐渐减小,硬度、抗拉强度随变形量增加而逐渐增大。当冷变形量为82.5%时,导电率下降了21.4%,延伸率下降了79.4%,硬度增加了21.9%,抗拉强度增加了55.3%。分别对导电率、硬度、抗拉强度、延伸率与变形率进行公式拟合,各公式的R~2值均非常接近于1,从而证实了拟合公式的准确性,建立了板带冷轧变形性能预测模型。