LED支架用C19400铜合金带材生产常见质量问题及解决措施

2020-08-20路彪

有色金属加工 2020年4期

路彪

(太原晋西春雷铜业有限公司，山西太原 030008)

1 LED支架用铜合金带材

发光二极管(Light Emitting Diode)简称LED，是一种将电能转换为光能的半导体固态发光器件[1]。LED光源产品大致分为显示屏、照明两大类，前者功率较低，后者要求支架材料具有较好的散热性来发挥出光能优势[2]。LED支架是灯珠在封装之前的底基座，在其上固定芯片，焊上正负电极，再用封装胶封装成形后生产出LED灯珠。支架起导电散热和支撑作用，当前使用的主要原材料按用量排序有钢带、C2680黄铜带、C19400铜合金带，其中C19400带材导热系数较高常用于高功率照明产品。

铜合金带材产品常用厚度有0.11mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm，宽度有60.6mm、60.8mm、72.6mm、72.8mm。目前LED灯珠产品生产工艺对原始带材质量要求较高，除表面粗糙度指标外，还关键控制带材表面缺陷、薄带板形缺陷以及分切边部质量。常见的质量问题有表面划伤、料卷不齐折边、内圈塌卷变形、板形波浪、边部碎浪等。

2 常见质量问题及解决措施

2.1 表面划伤

表面划伤是在铜合金带材表面呈现出条状、束状的明亮伤痕，直线或轻微曲线状，有长有短，深浅不一，典型的纵向长划伤见图1。

常见划伤形成的原因有：(1)成品裁切时由分条机压板造成的纵向长划伤；(2)成品带材轧制时因轧机偏导辊打滑等造成的2mm～4mm纵向短划伤；(3)下游用户在冲压生产开卷过程中因带材边部毛刺刮蹭下一圈料面造成的横向曲线划伤。

图1 纵向长划伤Fig.1 Long longitudinal scratch

为减少划伤产生可从以下几方面采取解决措施：(1)剪切生产高精铜合金带材时刀轴处避免使用压板，收卷采用真空辊建张避免使用气囊压力建张；(2)调整带材轧制出口速度与偏导辊转速匹配一致，减少打滑；(3)合理调整配刀间隙控制成裁边部毛刺高度，下游客户在冲压开卷适时调节喂料杆高度避免横向曲线划伤的产生。

2.2 料卷不齐折边

料卷不齐折边是铜合金带材在带成品分切收卷时产生层错，出现端面不平整现象，在后续包装堆垛时产生折边变形，常见的料卷不齐折边见图2。

图2 料卷不齐折边Fig.2 Uneven coils edge fold

成裁收卷张力不稳定是料卷端面产生层错的主要原因。纵剪机压力气囊破损，卷曲张力出现波动，分条带材因受力不均出现摆动导致收卷不齐，料卷包装堆叠后产生折边。

解决措施是精确控制气囊压力确保剪切收卷张力稳定，可保证料卷端面平齐，避免因料卷不齐产生的折边现象。

2.3 内圈塌卷变形

铜合金薄带产品在剪切包装后会出现料卷内圈塌卷变形，内圈塌卷变形见图3。内圈塌卷且纸芯断裂，原因之一是纸芯强度不足，可提高纸芯厚度增加纸芯强度；但大部分情况是内圈塌卷纸芯完好，纸芯强度足够。实测分切过程带材收卷张力，由内圈到外圈张力有波动，内圈张力较小，随着卷径增大张力也在增大。因整个卷曲过程张力未控制好，起始张力设定过小内圈卷不紧，当卷径增大时张力增大便拉动内圈逐步变紧，迫使其产生横向变形，形成塌卷变形缺陷。

图3 内圈塌卷Fig.3 Inner coil collapse

2.4 板形波浪

铜合金薄带母材板形平整，但是经过成品剪切分条后出现规律性的横向波浪或单边波浪(图4)。薄带成品均经过拉弯矫直，成品分切前母材头尾板形检测均合格，但成裁后出现横向贯通波浪。测量贯通规律波浪的长度，接近分条机储料坑入口侧小导辊外径。因小导辊上包裹的绒布接口不平，直径方向约有3mm凸起，分切带材运行到储料坑内其自身重力作用在小导辊上，随着导辊转动带材产生周期硌印，当带材展平便呈现出贯通宽度方向的横向波浪。单边波浪是由于铜合金母带侧弯较大，造成分切后带材横向移动，薄带边部与分隔环发生刮蹭产生单边变形波浪。

(a)横向贯通波浪 (b)单边波浪图4 板形波浪Fig.4 Flat wave

解决措施是分切铜合金薄带时确保与带材接触的导辊表面平整，使用的分隔环平整无锈蚀，分隔环装配间隙合理，带材头部在收卷起步时粘在隔离单元的中间，可减少薄带因成裁造成的板形波浪缺陷。

2.5 边部碎浪

铜合金薄带分切时，在分条带材的边部常出现边部小碎浪(图5)。因薄带材的横截面对角线比带宽大，带材在剪切区内有轻微的横向移动就会碰到雌刀侧面，从而产生一个个边部小波浪，带材不断剪切出来，碎浪也就连续不断地出现在带料的两边。带材在剪切区内碰到雌刀侧面的主要原因有：橡胶环外径和铁芯内孔磨得不同心[3]；胶环材质偏软产生的压缩量较大，带材推不出剪切区；雌刀侧的胶环外径没有选好；圆刀不精密侧面端跳太大。