河南威猛振動設備股份有限公司
宣傳

位置:中冶有色 >

有色技術頻道 >

> 火法冶金技術

> LED鋁背板橫向翹曲的原因及解決措施

LED鋁背板橫向翹曲的原因及解決措施

517   編輯:中冶有色技術網   來源:中鋁瑞閩鋁板帶有限公司  
2023-02-15 11:14:01
LED背板,泛指電視、電腦顯示屏幕光電模組部件中的背板,由于其加工工藝和使用特性特殊,若光鋁產品板形不滿足要求,沖制后會出現翹曲,影響后續其他元件的定位作業。我司近期開始研發生產該類用作屏幕背板的光鋁產品,其合金狀態為3104-0和5052-H32、厚度0.6~1.0mm,客戶對光鋁的板形提出較高要求:正反面均無邊波,且帶材水平放置于檢測平臺后,均需滿足邊部與檢測平臺之間的間距(橫向翹曲)不超過0.7mm。

我司在背板開發過程中發現目前拉彎矯直機生產出來的背板產品均存板形缺陷,即帶材反面置于檢測平臺上時,其邊部與檢測平臺之間的間距L達到甚至超過2mm(如圖1),不能滿足客戶對板形的要求。

本文通過對目前的缺陷現狀進行統計、分析,利用矯直原理分析缺陷產生的原因,并根據分析結果制定相關措施,希望通過調整矯直工藝,有效地解決橫向翹曲缺陷。


橫向翹曲示意圖

1.橫向翹曲板形缺陷現狀

根據現場跟蹤結果,發現生產5052H32厚度0.6mm左右厚度產品時,在保證帶材縱向平直度一致的條件下,生產時設定的延伸率數值越大,成品的橫向翹曲缺陷越明顯,對照結果如下表1所示:

表1 生產規格0.6*1234 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

生產規格0.6*1234 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

針對該現象,又分別對相近厚度的1***系合金產品及更薄的5052H32產品在不同延伸率下的橫向翹曲情況進行跟蹤統計,發現其在同樣條件下,仍表現為延伸率越大,橫向翹曲越明顯,但數值均較小,具體如下表2、表3所示:

表2 生產規格0.5*1219 、合金狀態1100 H28產品時延伸率與橫向翹曲對照表

生產規格0.5*1219 、合金狀態1100 H28產品時延伸率與橫向翹曲對照表

表3 生產規格0.3*1185 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

生產規格0.3*1185 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

從以上實驗結果可以看出,拉彎矯直機生產厚度在0.6mm左右的產品時,均會出現橫向翹曲,且表現為:延伸率設定值越大,橫向翹曲越大;產品屈服強度越高,橫向翹曲也越大。該結果與高作文等在相關文獻[1]中提到的相一致。

2.橫向翹曲的產生原因

根據拉彎矯直原理[2],在生產同一產品時延伸率參數設大,與生產相同規格的屈服強度更高的產品有共同點,即張力輥組張力輸出增大。

在矯直過程中受力最大的區域為4#張力輥出口至5#張力輥入口,該區域的所有輥子中除板形調節輥為聚氨酯輥外,其余輥子均為硬度較高的矯直工作輥。聚氨酯輥在較大張力時會發生受力變形,輥面出現輕微中凹。而矯直輥子由于擁有足夠剛度,發生的受力后變形量相對更小,故由張力輥組張力輸出增大引起的板形調節輥變形可能是橫向翹曲的主因,為分析帶材邊部凹陷與橫向翹曲缺陷的聯系,現對帶材的矯直過程進行受力分析:

圖中(A)—帶材進入1#矯直單元之前受到的純拉伸應變分布,大小為ε1;( B)—帶材在經1#矯直單元后的純拉伸與彎曲變形的應變分布合成,在拉伸應變的作用下,帶材截面的中性層向壓應變側偏移Z1,上表面應變為ε11;(C)—帶材在經1#矯直單元時受力最大截面的應力分布;帶材在經過2#~5#矯直單元后的應力、應變圖類似的依次為(D)~(N),獲得的中性層[3]偏移量依次為Z2~Z5。其中(N)及(N’)分別為板形調節輥在高度方向不同位置時的合成應變分布。

(N)狀態時的板形調節輥壓下深度較(N’)狀態更深,ε51>ε51’,若帶材在(N’)狀態時上表面獲得的拉應力合適,剛好與帶材在經過4#矯直機后下表面殘余應力相抵消,帶材在縱向將保持平直;而(N)狀態下上表面獲得的拉應力更大,卸張后上下表面應力不均,并表現為縱向向下彎曲。


帶材經過矯直機時的應力-應變圖


根據以上分析可知,板形調節輥在受力發生中凹變形后,導致帶材邊部相對其中部在經過5#矯直輥時獲得的中性層向下表面的偏移量更大,如下圖所示:

板形調節輥變形后矯直機出口處帶材局部縱截面


即板形調節輥變形嚴重時,停機卸張后的帶材在寬度方向上獲得的中性層偏移量不一致:中部偏移量相對最小,兩側偏移量向下表面偏移更大,兩側相對中部獲得的縱向彎曲度更大,在寬度方向上形成應力不均。

在該應力的作用下,當帶材下表面向上置于檢測平臺是,兩邊部出現翹曲,并在帶材自重小于該應力時,在寬度方向上形成橫向彎曲。

3 解決措施及實施結果

根據以上分析,解決橫向翹曲的關鍵在于減少板形輥在受力后的變形量:

3.1 提高板形調節輥硬度

結合板形調節輥使用特點,可適當提高該輥硬度,減少受力增大后的變形量,故將板形調節輥硬度由邵氏硬度45提高至65,在采取該措施后的生產結果如下:

表4 生產規格0.6*1030 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

生產規格0.6*1030 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

從以上數據可以看出,相對于整改前,橫向翹曲缺陷L值降低明顯。

3.2 適當調配輥子受力情況

根據現場生產經驗,在現有基礎上將部分矯直機的中部支承輥適當墊高,將可實現在使用較小延伸率生產出合格板形的產品。故將矯直機中部支承輥均墊高0.8mm,為降低設定延伸率參數生產提供條件,根據延伸率實現原理,延伸率參數設置越小,張力輥組張力輸出越小,將有利于減少板形調節輥的受力變形。

3.3 增大工作輥壓下深度

高作文等在研究中指出[1],矯直過程實現設定的伸長率值主要有2個途徑: 一種是增大張力輥R 1.4與R2.1之間的張力;另一種是增大彎曲工作輥的壓入深度。故在相同延伸率下,增大彎曲工作輥的壓下深度可降低張力輥組的張力輸出。

在以上分析的基礎上,我司將1#、3#矯直機工作輥位置抬高15mm后再次選擇該產品進行跟蹤試驗,結果如下:

表5 生產規格0.6*1354 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

生產規格0.6*1354 、合金狀態5052 H32產品時延伸率與橫向翹曲對照表

從上表可以看出,在措施實施后,產品的橫向翹曲缺陷已得到明顯改善,延伸率參數即使達到1.0%,該缺陷仍不明顯,生產出來的成品橫向翹曲量L基本可穩定在0.2~0.7mm,該產品經客戶試用合格,滿足5052H32 LED背板板形要求。

4 結論

橫向翹曲缺陷主要由矯直機板形調節輥受力變形加劇引起,通過提高板形調節輥硬度、適當調整矯直輥組構成等措施可有效減輕橫向翹曲缺陷,保證產品滿足客戶最終使用。

參考文獻

[1] 鋁帶材拉彎矯直機力能參數選擇及工藝控制 輕合金加工技術,2004,3(32):25-28

[2] 戴有濤. 拉彎矯直技術在高精度鋁板帶材生產中的應用[J] 有色金屬加工,2000,3(159):15-17;

[3] 伊景偉,戴啟鴻,吳立新. 拉伸彎曲矯直過程中應力與應變的變化分析[J] 一重技術,2003,1(95):12-13;
聲明:
“LED鋁背板橫向翹曲的原因及解決措施” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
分享 0
         
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
全國熱門有色金屬技術推薦
展開更多 +

 

 評論 (0條)

200/200
中冶有色技術平臺微信公眾號
了解更多信息請您掃碼關注官方微信
中冶有色技術平臺微信公眾號中冶有色技術平臺

最新更新技術

報名參會
更多+

報告下載

第三屆鋰資源科技創新大會及鋰電產業鏈發展論壇暨2023戰略資源與新能源科技創新發展大會
推廣

熱門技術
更多+

天津中環電爐股份有限公司
宣傳
浙江艾領創礦業科技有限公司
宣傳

首頁

在線客服

公眾號

電話

頂部
咨詢電話:
010-88793500-807
專利人/作者信息登記
337p粉嫩大胆噜噜噜