本發明涉及載體銅箔制備，具體而言，涉及一種銅合金載體銅箔、其制備方法及應用。

背景技術：

1、載體銅箔，特別是超薄銅箔，是現代電子工業，尤其是高頻高速通信、鋰離子電池、印刷電路板（pcb）等領域的關鍵基礎材料。傳統的載體銅箔生產工藝通常采用電解法或壓延法。

2、電解法銅箔雖然可以制備得很薄，但其微觀結構為柱狀晶，導致各向異性明顯，高溫下易再結晶，機械性能（尤其是延展性）較差。此外，電解法生產過程能耗高、環境污染風險大，且難以生產特定的銅合金箔材。

3、傳統的壓延法生產銅箔，通常需要經過“鑄錠-熱軋-多道次冷軋-多道次退火”等一系列冗長且分離的工序。這種長流程工藝存在諸多弊端：

4、（1）質量控制難度大：每道工序的分離和物料的轉運、存儲，都可能引入新的表面缺陷（如劃傷、氧化）和內部應力，導致最終產品質量一致性差。

5、（2）組織性能不均一：反復的加工和熱處理，容易導致晶粒尺寸不均、織構分布復雜，從而影響銅箔的力學性能和電學性能的穩定性。

6、（3）生產效率低下：工序繁多，需要大量的中間庫存和物流轉運，生產周期長，單位產出的能耗和人力成本高。

7、（4）復合工藝復雜：在后續與鋁等其他金屬復合時，通常采用獨立的復合工藝，如爆炸復合或熱軋復合，界面結合質量不易控制。

8、目前已公開的一些專利文獻，例如現有文獻cn118685827a、cn120569290a9、cn120776401a、cn120700554a雖然致力于改進設備或后續處理方法，但大多仍基于傳統的銅箔制備基礎，未能從源頭的合金熔煉到最終復合軋制的整個流程上進行系統性的一體化創新整合。特別是對于如何高效、低成本地制備出組織精細、無缺陷的銅合金母材，并將其無縫對接到后續的壓延及復合工序中，現有技術仍存在明顯空白。

9、在此基礎上，研究并開發出一種一體化的、能夠從根本上改善材料組織結構、提升產品性能均一性并大幅提高生產效率的銅合金載體銅箔的生產工藝，具有重大的技術和經濟價值。

技術實現思路

1、本發明的主要目的在于提供一種銅合金載體銅箔、其制備方法及應用，以解決現有技術中銅合金載體銅箔的制備工藝難以形成均勻、細密的組織結構，導致制得的銅合金載體銅箔無法兼具優異的力學性能和電學性能，以及現有制備工藝的生產效率低的問題。

2、為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種銅合金載體銅箔的制備方法，該制備方法包括：步驟s1，對銅單質和銅合金進行真空熔煉，得到熔融態合金；其中，真空熔煉的溫度為1150～1250℃，時間為1～1.5h；步驟s2，在磁場中對熔融態合金進行上引連鑄，得到銅合金桿；其中，磁場的磁場強度為0.5～2t，上引連鑄的連鑄速率為0.5～0.8m/min；步驟s3，對銅合金桿進行連續擠壓，得到銅合金帶坯；步驟s4，對銅合金帶坯進行連續軋制，得到銅合金帶；步驟s5，對銅合金帶進行澆注和連續鑄軋，得到復合帶坯；復合帶坯具有雙層或三層結構，且其中包括鋁單質層、鎂合金層、鋁鋰合金層、鋅合金層、錫合金層、鉛鉍合金層、鈦合金層、銅鋅合金層中的一種復合層；步驟s6，對復合帶坯進行精軋，經清洗和熱處理后得到銅合金載體銅箔。

3、進一步地，步驟s5中，采用金屬或合金熔融得到的熔融液進行澆注，金屬或合金的熔點為138～1250℃，熔融液的溫度為1150～1250℃；和/或，采用鑄軋裝置進行連續鑄軋，連續鑄軋的過程中，銅合金帶的溫度為480～580℃，鑄軋裝置中軋輥的表面溫度為180～220℃；和/或，連續鑄軋的壓力為300～1500mpa，下壓量為35～45%。

4、進一步地，金屬選自鋁單質；合金選自鎂合金、鋁鋰合金、鋅合金、錫合金、鉛鉍合金中的一種。

5、進一步地，復合帶坯具有雙層結構，包括銅合金層和復合層，且復合帶坯的總厚度為5mm，復合層的厚度為4.5～4.9mm；或者，復合帶坯具有三層結構，包括被復合層間隔設置的兩層相鄰的銅合金層，且復合帶坯的總厚度為5mm，復合層的厚度為4.8～4.9mm，兩層相鄰的銅合金層的總厚度為0.2mm。

6、進一步地，以占銅合金的重量百分含量計，銅合金包括2.2～4.2wt%?ni、0.25～1.2wt%?si、0.05～0.3wt%?mg和余量的cu；和/或，以占銅合金載體銅箔中銅合金層的重量百分含量計，銅合金層包括2.2～4.2wt%?ni、0.25～1.2wt%?si、0.05～0.3wt%?mg和余量的cu。

7、進一步地，連續軋制的過程中，溫度為550～650℃，壓力為1000～1500mpa，道次為5次，第1次道次壓下率為35～40%，第2～4次道次總壓下率為20～25%，第5次道次壓下率為5～8%，出料速率為1.2～1.8m/min。

8、進一步地，連續鑄軋的過程中，銅合金帶的溫度為500～550℃，連續鑄軋的壓力為800～1200mpa，鑄軋速率為0.8～1.2m/min；和/或，澆注的溫度為700～750℃。

9、進一步地，精軋的過程中，冷軋壓下率為85～90%，壓力為1500～2000mpa，軋制速率為2.0～3.0m/min。

10、進一步地，以占銅合金的重量百分含量計，銅合金包括1.8～2.0wt%?be、0～0.2wt%?si和余量的cu；和/或，以占銅合金載體銅箔中銅合金層的重量百分含量計，銅合金層包括1.8～2.0wt%?be、0～0.2wt%?si和余量的cu。

11、進一步地，連續軋制的過程中，溫度為600～680℃，壓力為1200～1800mpa，道次為5次，第1次道次壓下率為30～35%，第2～4次道次總壓下率為22～28%，第5次道次壓下率為3～6%，出料速率為1.0～1.5m/min。

12、進一步地，連續鑄軋的過程中，銅合金帶的溫度為520～580℃，連續鑄軋的壓力為350～500mpa，鑄軋速率為0.6～1.0m/min；和/或，澆注的溫度為720～760℃。

13、進一步地，精軋的過程中，冷軋壓下率為80～88%，壓力為2000～2800mpa，軋制速率為1.8～2.5m/min。

14、進一步地，以占銅合金的重量百分含量計，銅合金包括0.1～2.0wt%?cr、0.02～0.6wt%?zr和余量的cu；和/或，以占銅合金載體銅箔中銅合金層重量百分含量計，銅合金層包括0.1～2.0wt%?cr、0.02～0.6wt%?zr和余量的cu。

15、進一步地，連續軋制的過程中，溫度為580～630℃，壓力為1500～2500mpa，道次為5次，第1次道次壓下率為32～38%，第2～4次道次總壓下率為21～26%，第5次道次壓下率為4～7%，出料速率為1.1～1.6m/min。

16、進一步地，連續鑄軋的過程中，銅合金帶的溫度為480～530℃，連續鑄軋的壓力為1000～1500mpa，鑄軋速率為0.9～1.3m/min；和/或，澆注的溫度為690～730℃。

17、進一步地，精軋的過程中，冷軋壓下率為82～89%，壓力為2000～3000mpa，軋制速率為2.2～2.8m/min。

18、進一步地，步驟s3中連續擠壓的溫度為750～850℃，擠壓比為（30～50）:（1～5）；和/或，銅合金帶坯的寬幅為620～650mm，厚度為15～18mm；和/或，步驟s6中，熱處理在氮氣保護中進行，熱處理的溫度為400～600℃，時間為3～8h。

19、進一步地，該制備方法還包括對銅合金桿進行在線無損探傷的步驟，以實時檢測銅合金桿的內部是否存在≥0.5mm的裂紋，經檢測后合格的銅合金桿進行步驟s3，經檢測不合格的銅合金桿被切除；和/或，該制備方法還包括對銅合金帶坯進行在線四面銑削的步驟，以去除其表面的氧化層和裂紋。

20、為了實現上述目的，本發明另一個方面還提供了一種銅合金載體銅箔，該銅合金載體銅箔采用本技術提供的上述銅合金載體銅箔的制備方法制得。

21、本發明的又一方面提供了一種本技術提供的上述銅合金載體銅箔在鋰離子電池領域中的應用。

22、應用本發明的技術方案，相比于傳統的上引連鑄法，本技術步驟s2中上引連鑄在特定磁場強度下進行，能夠通過磁場驅動熔融態合金進行對流，從而能夠有效破碎生長中的柱狀枝晶，促進均勻、細小等軸晶組織的形成，消除傳統鑄錠常見的中心疏松和宏觀偏析，從而獲得內部致密、無氣孔、無縮孔的銅合金桿，從而提高最終產品微觀組織的均一性，使銅合金載體銅箔的力學性能和電學性能更加穩定。

23、本技術上述制備方法將真空熔煉、上引連鑄、連續擠壓、連續軋制、澆注和連續鑄軋等多個工序集成為一條連續生產線，省去了傳統工藝中的鑄錠冷卻、多道次中間退火等大量耗時耗能的步驟，使生產周期從傳統工藝的數天甚至數周縮短為幾小時，顯著提高了生產效率。

24、本技術上述制備方法實現了“熱送熱裝”，能夠充分利用材料自身的顯熱進行后續加工步驟，極大地減少了重復加熱所需的能量；且無中間坯料庫存，減少了物料轉運過程中的損耗和對倉儲空間的需求，節約了廠房面積。

25、此外，本技術提供的上述制備方法不僅適用于多種類型的銅合金，具有較好的通用性。而且，相比于傳統的鋁復合層，本技術中復合層的種類包括鎂合金層、鋁鋰合金層、鋅合金層、錫合金層、鉛鉍合金層、鈦合金層、銅鋅合金層中的一種，工藝可擴展性強。