CN103774206B - 一种金属纤维的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属纤维的制备工艺，特点是包括以下步骤：①采用连续电解法在多根金属丝材的表面包覆辅助材料；②将多根包覆辅助材料后的金属丝材封装入辅助管材中组成金属复合体，辅助管材的重量百分比组成为：硼0.01～0.03wt%或者稀土0.04～0.15wt%，碳0.10～0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；③将金属复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到金属复合线；④以金属复合线为阳极，在酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维；优点是成本较低且环保。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工领域，尤其是涉及一种金属纤维的制备工艺。
背景技术
目前，金属纤维的生产方法归纳起来有四种：单丝拉拔法、集束拉拔法、切削法、熔抽法。随着科技的不断发展，集束拉拔法成为制备金属纤维的主要生产方法。集束拉拨法是在传统的单丝拉拨金属线材方法的基础上加以改进的一种生产多丝金属线材的方法。集束拉拔法制作金属纤维首先需要在金属丝材上涂覆辅助材料制成涂覆丝，再将涂覆丝集束填入辅助管材制成复合线材后进行拉拔加工，复合线材拉拔到需要的直径后去除涂覆的辅助材料和封装用的辅助管材，得到金属纤维。采用集束拉拨法制备的金属纤维不仅表面光滑、尺寸精确，而且该制备方法大大提高了生产效率，是一种较好的生产金属纤维的方法，为不锈钢纤维在防静电、电磁屏蔽以及高温过滤等工业领域的规模化使用提供了保障。然而，传统的集束拉拨法生产金属纤维，一般采用铜作为涂覆的辅助材料和封装用的辅助管材，生产成本高。同时，现有的技术采用硝酸或者其他无机酸的酸洗工艺来分离涂覆的辅助材料和封装的辅助管材，然而酸洗工艺一般需要消耗大量的无机酸才能实现完全分离辅助材料和辅助管材的工艺效果，大量的废酸对环境造成较大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低且环保的金属纤维的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种金属纤维的制备工艺，包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根金属丝材的表面包覆辅助材料；
②将多根包覆辅助材料后的金属丝材封装入辅助管材中组成金属复合体，其中，辅助管材的重量百分比组成为：硼0.01～0.03wt%或者稀土0.04～0.15wt%，碳0.10～0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
③将金属复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到金属复合线；
④以得到的金属复合线为阳极，在酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
所述的稀土为钇或者混合稀土，所述的混合稀土为镧含量50%～90%的镧系混合稀土。
所述的包覆的辅助材料的重量百分比组成为：硼0.01～0.03wt%或稀土0.04～0.15wt%，碳0.10～0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；或者，所述的包覆的辅助材料为铜。
所述的金属丝材为不锈钢、铁、铬、铝、铁铬合金、铁铝合金、铬铝合金或者铁铬铝合金。
步骤④中所述的酸溶液为浓度为1.0～5.0mol/L的硝酸溶液或者浓度为0.5～2.5mol/L的硫酸溶液。
与现有技术相比，本发明的优点在于：辅助管材的重量百分比组成为硼0.01～0.03wt%或者稀土0.04～0.15wt%，碳0.10～0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质，0.01～0.03wt%硼或者0.04～0.15wt%稀土能够细化晶粒，从而改善辅助管材的强度和塑性，使得辅助管材具有良好的延展性，既能满足集束拉拔法中多道次拉拔工艺对封装用的辅助管材的延展性的要求，又能有效地降低生产成本；此外，在酸溶液中，以拉拔得到的金属复合线为阳极进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材的方式，能够大大减少酸用量，从而在较大程度上降低对环境的不利影响。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的金属纤维的制备工艺，包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根不锈钢丝材的表面包覆铜；
②将多根包覆铜后的不锈钢丝材封装入辅助管材中组成不锈钢复合体，其中，辅助管材的重量百分比组成为：硼0.01wt%，碳0.10wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
③将不锈钢复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到不锈钢复合线；
④以得到的不锈钢复合线为阳极，在浓度为2.0mol/L的硝酸溶液中进行电解去除包覆的铜和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
实施例2的金属纤维的制备工艺，包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根铬丝材的表面包覆辅助材料，其中辅助材料的重量百分比组成为：钇0.05wt%，碳0.10wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
②将多根包覆辅助材料后的铬丝材封装入辅助管材中组成铬复合体，其中，辅助管材的重量百分比组成为：钇0.05wt%，碳0.10wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
③将铬复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到铬复合线；
④以得到的铬复合线为阳极，在浓度为1.5mol/L的硝酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
实施例3的金属纤维的制备工艺，包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根铝丝材的表面包覆辅助材料，其中辅助材料的重量百分比组成为：镧含量50%～90%的镧系混合稀土0.15wt%，碳0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
②将多根包覆辅助材料后的铝丝材封装入辅助管材中组成铝复合体，其中，辅助管材的重量百分比组成为：镧含量50%～90%的镧系混合稀土0.15wt%，碳0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
③将铝复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到铝复合线；
④以得到的铝复合线为阳极，在1.0mol/L的硫酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
实施例4的金属纤维的制备工艺，包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根铁丝材的表面包覆辅助材料，其中辅助材料的重量百分比组成为：硼0.01wt%，碳0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
②将多根包覆辅助材料后的铁丝材封装入辅助管材中组成铁复合体，其中，辅助管 材的重量百分比组成为：镧含量50%～90%的镧系混合稀土0.15wt%，碳0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质；
③将铁复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到铁复合线；
④以得到的铁复合线为阳极，在1.0mol/L的硫酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
在其他具体制备工艺中，金属丝材也可以为铁铬合金、铁铝合金、铬铝合金或者铁铬铝合金。
由于包覆的辅助材料和封装的辅助管材需要具有较高的延展性才能承受多道次拉拔的拉伸强度，而延展性的增加能够有效减少加工的道次。传统的辅助管材和包覆的辅助材料采用铜材料，在退火软态，铜的延伸率在40%左右。而本发明的新型辅助管材，其重量百分比组成为硼0.01～0.03wt%或者稀土0.04～0.15wt%，碳0.10～0.30wt%，余量为铁和不可避免的杂质，其延伸率在35%以上。因此与传统的铜相比，本发明既能满足多道次拉拔工艺中对包覆的辅助材料和封装的辅助管材的延展性的要求，又能在一定程度上降低成本。
Claims (4)
1.一种金属纤维的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
①采用连续电解法在多根金属丝材的表面包覆辅助材料；
②将多根包覆辅助材料后的金属丝材封装入辅助管材中组成金属复合体，其中，辅助管材的重量百分比组成为：硼0.01～0.03wt％或者稀土0.04～0.15wt％，碳0.10～0.30wt％，余量为铁和不可避免的杂质；所述的稀土为钇或者混合稀土，所述的混合稀土为镧含量50％～90％的镧系混合稀土；
③将金属复合体在拉丝机上进行多道次拉拔，每次拉拔后在450～700℃/1～3h范围内进行退火处理，得到金属复合线；
④以得到的金属复合线为阳极，在酸溶液中进行电解去除包覆的辅助材料和封装的辅助管材，再经过多次去离子水清洗，最后在100～120℃下充分烘干，得到金属纤维。
2.根据权利要求1所述的一种金属纤维的制备工艺，其特征在于所述的包覆的辅助材料的重量百分比组成为：硼0.01～0.03wt％或稀土0.04～0.15wt％，碳0.10～0.30wt％，余量为铁和不可避免的杂质；或者，所述的包覆的辅助材料为铜。
3.根据权利要求2所述的一种金属纤维的制备工艺，其特征在于所述的金属丝材为不锈钢、铁、铬、铝、铁铬合金、铁铝合金、铬铝合金或者铁铬铝合金。
4.根据权利要求3所述的一种金属纤维的制备工艺，其特征在于步骤④中所述的酸溶液为浓度为1.0～5.0mol/L的硝酸溶液或者浓度为0.5～2.5mol/L的硫酸溶液。
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