随着新能源汽车、航空航天、高速铁路等高端装备制造领域的快速发展，以及引线框架、家用电器等电子电气行业的技术迭代，市场对铜板带的综合性能提出了更高要求。铜板带不仅需兼具高强度、优异的导电导热性，还要具备优良的冲压、弯曲、拉伸等成型性能^{［ ［1］ Zhang X H，Zhang Y，Tian B H，et al. Review of nano-phase effects in high strength and conductivity copper alloys［J］. Nanotechnology Reviews，2019，8（1）：383-395.
［2］ Geng Y F，Ban Y J，Wang B J，et al. A review of microstructure and texture evolution with nanoscale precipitates for copper alloys［J］. Journal of Materials Research and Technology，2020，9（5）：11918-11934.
1-2 ］}。铜板带成型性主要取决于显微组织和晶体织构。例如，强立方织构{001}<100>会显著劣化无氧铜板带的深冲性能，原因是其0°、45°方向的r值差异显著，而{123}<634>（S）、{112}<111>（铜型）和{110}<112>（黄铜）等形变织构组分的协同共存，可有效提升材料的平均r值，优化成型效果^{［ ［3］ Qin J，Zhou C，Wang D S，et al. Effects of microstructure and texture on the deep drawability of C10200 copper sheets［J］. Journal of Materials Research and Technology，2023，25：773-785.
3 ］}。提高无氧铜管中高斯织构占比，可提高组织均匀性和弯折加工性能^{［ ［4］ 曾何生，谭憧，马秀云，等. 退火工艺对热管用无氧铜管组织和性能的影响［J］. 铜业工程，2025（4）：35-42.
4 ］}。{001}<uv0>取向具有良好的折弯性能和较差的拉深性能，而{111}<uvw>取向具有较差的折弯性能和良好的拉深性能^{［ ［5］ Inoue H. Simultaneous prediction of bendability and deep drawability based on orientation distribution function for polycrystalline cubic metal sheets［J］. Materials Science Forum，2018，941：1468-1473.
5 ］}。因此，针对不同应用场景的服役需求，精准调控无氧铜带的织构类型与组分占比，开发定制化产品，是适应高端领域发展、提升铜加工产品竞争力的关键方向，具有重要的工程应用价值。

铜及铜合金的织构演变受化学成分、晶粒尺寸、第二相析出、变形量、变形方式及退火温度等因素的影响^{［ ［6］ Li X，Zhou Y J，Liu Y H，et al. Texture evolution and its influence mechanism on properties of single crystal copper and polycrystalline copper during cumulative deformation［J］. Journal of Materials Research and Technology，2023，24：6808-6819.
［7］ Hua Y X，Liu H T，Song K X，et al. Effect of cerium on microstructure，texture and properties of ultrahigh-purity copper［J］. Journal of Rare Earths，2024，42（1）：220-227.
［8］ Gong L K，Huang Y Q，Han Z，et al. Texture evolution and strengthening mechanism of CuCrZr alloys during cold rolling［J］. Vacuum，2024，221：112908.
6-8 ］}。在纯铜中，铜型织构组分在轧制后会变得更强，而在层错能（SFE）较低的黄铜中，黄铜织构的形成会因孪晶旋转而得到促进^{［ ［9］ Yang J Z，Bu K，Song K X，et al. Influence of low-temperature annealing temperature on the evolution of the microstructure and mechanical properties of Cu-Cr-Ti-Si alloy strips［J］. Materials Science and Engineering：A，2020，798：140120.
9 ］}。合金元素的加入会改变SFE并促进第二相析出，从而影响织构的形成和发展。初始晶粒尺寸也会影响形变织构的类型。例如，轧制压下率达97%时，粗晶粒（24 μm）的样品呈现典型的铜型织构，而超细晶粒（0.36 μm）的样品则呈现黄铜织构^{［ ［10］ Gu C F，Hoffman M，Toth L S，et al. Grain size dependent texture evolution in severely rolled pure copper［J］. Materials Characterization，2015，101：180-188.
10 ］}。在沉淀强化铜合金中，织构演变与第二相粒子的尺寸、分布和体积分数相关^{［ ［11］ 汪志刚，冯兴宇，杨泰胜，等. 第二相粒子与织构对高强Cu-Ni-Si系合金薄板各向异性的影响［J］. 工程科学学报，2017，39（6）：867-874.
［12］ Geng Y F，Zhang Y，Song K X，et al. Effect of Ce addition on microstructure evolution and precipitation in Cu-Co-Si-Ti alloy during hot deformation［J］. Journal of Alloys and Compounds，2020，842：155666.
11-12 ］}。随着时效温度的升高，Cu-Ni-Si合金中第二相析出，铜型和高斯织构组分会逐渐减少，而立方织构组分会逐渐增加^{［ ［13］ Liu Z S，Chen Y L，Wei H，et al. Study on the distribution of texture and the second phase under different aging process of Cu-Ni-Si alloy［J］. Materials Letters，2019，236：292-294.
13 ］}。变形方式也是影响织构类型和分布的关键因素。面心立方（FCC）金属的变形机制主要是位错滑移，在变形过程中，铜型和黄铜织构相对稳定。随着孪晶的增加，铜型织构逐渐减弱，而黄铜织构会增强（剪切变形对黄铜织构有增强效应）。轧制压下率也是控制变形显微组织的关键工艺参数，多数变形织构会随着变形程度的增加而增强。对于Cu-Ni-Si合金，随着冷轧压下率的增加，铜型织构会逐渐向黄铜织构转变^{［ ［14］ Wei H，Chen Y L，Su L，et al. Study on texture evolution and deformation mechanism of the Cu-Ni-Si alloy during cold-rolling treatment［J］.Procedia Engineering，2017，207：1111–1116.
14 ］}。不同轧制方式也会影响形变织构，如不对称轧制会导致晶粒取向围绕样品横向（TD）旋转^{［ ［15］ Uniwersał A，Wroński M，Wróbel M，et al.Texture effects due to asymmetric rolling of polycrystalline copper［J］. Acta Materialia，2017，139：30-38.
15 ］}。变形后的热处理会削弱变形织构并导致再结晶织构的形成。对晶粒取向影响最大的是晶界迁移，晶粒取向的差异和分布决定了再结晶织构的形成和发展^{［ ［16］ Kikuchi S，Kimura E，Koiwa M. Deformation and recrystallization textures of copper single crystals and bicrystals［J］. Journal of Materials Science Letters，1992，27（18）：4927-4934.
16 ］}。S形变织构常受面心立方金属中的立方再结晶织构影响，与后者存在约40°的<111>取向差关系。还有研究表明，随着立方织构的出现，铜型织构会迅速消失，而S织构会缓慢减少，铜型织构对立方再结晶织构的影响大于S织构^{［ ［17］ Hong S H，Lee D N. The evolution of the cube recrystallization texture in cold rolled copper sheets［J］. Materials Science and Engineering：A，2003，351（1/2）：133-147.
17 ］}。

在冷轧过程中，压下率分配策略的差异会通过晶粒取向、位错密度、织构演变等微观机制显著影响无氧铜板带的综合性能。相较于前人聚焦单一压下率，本研究系统对比多组压下率分配策略，在总变形量相同的前提下，研究不同的冷轧压下率分配制度对无氧铜带组织织构、显微硬度及导电性能的影响，明确组织织构与显微硬度、导电性能之间的内在关联，以揭示压下率分配对材料组织性能的影响机理。本研究结果可为无氧铜带组织织构控制和性能优化提供参考。

实验原料为原始厚度13.0 mm的C10200无氧铜带坯，其化学成分见表1。将无氧铜带坯切割成相同尺寸的4块试样，分别采用4种不同的冷轧压下率分配方案，均轧制成0.3 mm厚度的带材，每个轧程中间退火温度和时间相同（500 ℃×2 min）。1号试样用5个轧程：厚度变化为13.0 mm→3.0 mm→1.5 mm→0.7 mm→0.4 mm→0.3 mm；冷轧压下率分别为76.9%、50%、53.3%、42.9%和25%。2号试样用4个轧程：厚度变化为13.0 mm→2.0 mm→0.8 mm→0.4 mm→0.3 mm；冷轧压下率分别为84.6%、60%、50%和25%。3号试样用3个轧程：厚度变化为13.0 mm→1.8 mm→0.4 mm→0.3 mm；冷轧压下率分别为86.2%、77.8%和25%。4号试样用3个轧程：厚度变化为13.0 mm→2.5 mm→0.4 mm→0.3 mm；冷轧压下率分别为80.8%、84%和25%。最终获得4种不同晶粒尺寸和织构占比的无氧铜带试样。实验流程图如图1所示。

利用国仪量子扫描电子显微镜（SEM5000）结合牛津仪器电子背散射衍射（EBSD）成像系统对试样进行组织和织构分析。EBSD制样采用电解抛光，检测面为试样轧面，涉及晶粒数量超过1 000个。EBSD数据利用AZtec软件进行分析处理，获得晶粒尺寸、取向成像图、取向分布函数（ODF）图等信息。采用HV-1000Z型显微硬度仪对样品进行显微维氏硬度测试，测试参数设置为：试验力0.98 N（100 gf），保压时间15 s。每个试样选取5个不同位置进行打点测试，去除最大值与最小值后，取算术平均值作为最终硬度值，以保证数据的准确性与代表性。使用FD101涡流导电率仪对样品进行导电率测量。

图2为试样成品在4种不同压下率分配下的反极图（IPF）取向成像图。由图可见，经过“多次冷轧+中间退火”的无氧铜带成品，其显微组织为形变晶粒与再结晶晶粒的混合组织。利用EBSD数据处理软件进行晶粒统计分析，得到4种试样的平均晶粒尺寸分别为6.5、5.7、4.5和4.2 μm，总体方差值S²分别为76.5、43.3、28.6和24.1。方差越大，说明晶粒尺寸与均值的偏离程度越大，晶粒尺寸分布越分散；反之，方差越小，说明晶粒尺寸分布越集中。结果表明：在总压下率及中间退火工艺不变的情况下，轧程数量越多，平均晶粒尺寸越大；轧程数量越少，平均晶粒尺寸越细小、分布越均匀。减少轧程数量可减少中间退火次数，同时增大单次压下率，这有助于提高形变储能、创造更多形核位点，从而提高再结晶形核率，进而细化最终晶粒尺寸，提高组织均匀性。

图3展示了4种试样成品的再结晶晶粒、亚结构和形变组织分布情况。再结晶、亚结构及形变组织占比统计结果见表2。根据EBSD晶粒内平均取向差（GOS）阈值法，GOS<1°为再结晶晶粒，1°≤GOS≤7.5°为亚结构（回复组织），GOS>7.5°为形变组织。对比可知，试样1中再结晶占比最低（4.6%），试样3和试样4中再结晶占比较高（分别为7.9%和7.6%）。试样4的亚结构占比最高（60%），而试样1和试样2形变组织占比最高分别为78.7%和78.8%。所有试样成品再结晶比例偏低，原因是为了保证成品硬度，最终退火后又经历了一次压下率为25%的冷轧，导致亚结构占比增加。试样1和试样2的形变组织占比高于试样3和试样4，这是由于前者单次冷轧压下率偏低，形变储能相对较低，在短暂的中间退火过程中再结晶不充分，无法有效将形变组织转化为再结晶晶粒或亚结构，因此大量形变组织被保留；而试样3和4因单次压下率大幅提高，形变储能充足，中间退火过程中再结晶占比有所提升，回复过程形成大量亚结构。 回复与再结晶的协同作用大幅消耗了形变组织，最终表现为形变组织占比显著降低。

图4为成品试样中S、铜型、黄铜和高斯织构组分分布图，各织构组分与理想取向偏差角≤15°。由图可见，4种样品中都存在S、铜型、黄铜和高斯取向的晶粒，并且分布相对均匀。其中铜型与S取向晶粒最多，高斯取向晶粒最少。相比试样1和试样2，试样3和试样4的S、铜型和黄铜取向晶粒明显增多。

图5为成品试样中立方织构组分图及取向差分布图。可见试样1和试样2中立方取向的晶粒占比很小，分别为0.81%和1.61%，试样3中立方取向晶粒占比（4.04%）相较前两个试样则有明显增加，试样4中立方取向晶粒最多，为9.87%。根据立方晶粒取向差分布图（图5中取向差≤15°部分）可知，取向差越小，则取向一致性越高。对比分析可知，试样4的立方取向一致性最高。结合轧制工艺分析可知，试样3和试样4的轧程数量最少。研究表明，单次冷轧压下率越大，越容易形成强立方再结晶织构^{［ ［18］ Qin J，Li X，Wang D S，et al. Microstructure and texture evolution in cold-rolled and annealed oxygen-free copper sheets［J］. Materials，2024，17（10）：2202.
18 ］}。相比试样3，试样4的前两次冷轧压下率均超过了80%，所以立方取向晶粒最多。

成品试样中S、铜型、黄铜、高斯和立方织构组分的占比见表3。4种试样中铜型织构组分最多，S织构组分次之，高斯和黄铜织构组分最少。相对试样1和试样2，试样3和试样4中铜型织构组分占比明显增加，立方再结晶织构组分也逐渐增多。这是因为在总压下率一定的情况下，随着轧程数量减少，单次冷轧压下率增加，S、铜型和黄铜等形变织构不断增强。试样4相比试样3，立方织构组分明显增多，伴随着S和铜型织构的减少。这是由于存在特殊取向关系，立方取向晶粒在S和铜型取向形变基体中长大时具有较快的晶界迁移率，前期形成的强铜型和S织构为强立方再结晶织构的形成提供了有利条件^{［ ［18］ Qin J，Li X，Wang D S，et al. Microstructure and texture evolution in cold-rolled and annealed oxygen-free copper sheets［J］. Materials，2024，17（10）：2202.
18 ］}。

图6为4种试样的显微硬度与导电率的测试结果。试样1~4的显微维氏硬度值分别为108HV、105HV、100HV、95HV，导电率分别为99.2%、99.4%、99.6%、99.8%IACS。由此可见：试样1硬度最高，试样4硬度最低；轧程数量越少，硬度值越低。结合EBSD分析可知，立方再结晶织构占比越高，硬度值越低。这是因为再结晶过程中，立方晶粒的形成需要消耗变形基体中的高位错区域。虽然再结晶可能导致晶粒细化，但位错密度降低通常占主导，从而导致无氧铜带整体硬度下降。通过比较再结晶组织图（图3）中再结晶晶粒、亚结构和形变组织的分布特征与占比变化，可以合理推断试样1~4的位错密度呈现依次降低的趋势。在冷变形与退火过程中，形变组织保留了大量高密度位错与晶格畸变，亚结构为位错密度中等的回复组织，而再结晶晶粒为低位错密度的完整晶粒。试样1中再结晶占比最低，形变组织占比高，因此内部位错密度最高；试样2形变组织占比仍较高，再结晶比例略有提升，位错密度次之；试样3与试样4再结晶占比显著提升，形变组织大幅减少，位错密度进一步下降。其中，试样4中亚结构占比最高，形变组织最少，位错密度在4组试样中最低。试样1~4的显微硬度变化可间接印证位错密度的变化趋势。

无氧铜带导电率影响因素有纯度、杂质、轧制及热处理工艺等^{［ ［19］ 李奥博. 均温板用高耐热稀土微合金化铜带材制备及机理研究［D］. 沈阳：沈阳理工大学，2024.
19 ］}。冷轧过程中产生的晶格畸变及位错缺陷会阻碍电子定向流动，降低导电率，而晶界作为电子散射中心，其数量增加也会降低导电率。有研究表明，晶界数量的减少和强立方织构的形成有利于提高电导率^{［ ［20］ Wang J J，Zhao Z Y，Jia Y L，et al. Influence of annealing texture evolution on the mechanical and electrical performance of rolled copper foils［J］. Materials Science and Engineering A，2025，927：147926.
20 ］}。结合组织织构分析可知，试样晶粒尺寸略微减小对导电率影响较小，而立方再结晶织构的比重增大，形变织构组分减小，位错密度降低才是试样1~4的导电率逐渐提高的主要原因。

本文主要研究了冷轧压下率分配制度对无氧铜带组织、织构与性能的影响。研究结论如下：

1） 减少轧程数量、增大单次压下率，可提高储存能、创造更多形核位点，从而提高再结晶形核率，进而细化最终晶粒尺寸并改善组织均匀性。

2） 单次压下率超过80%，可显著增强铜型、黄铜及S织构的取向密度，促进再结晶退火过程中强立方织构的形成。

3） 冷轧退火后，无氧铜带立方织构占比越高，再结晶占比越高，以及形变组织越少，其显微硬度则越低，导电率则越高。