一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法
阅读说明：本技术 一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法 (Efficient preparation method of reinforced metal cluster long fiber ) 是由 陆志宏 白洁 卞伟星 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法,S1、坯料处理：选取金属棒坯,并将棒坯加热至600℃～700℃后保温50～120分钟,然后将保温后的棒坯轧制成棒材,并通过机械加工去的方式去除棒材的表面氧化皮,轧制的总加工率为80%～90%；S2、表面处理：对棒坯的表面进行电镀覆铜生成隔离层,隔离层厚度为2μm～5μm；S3、丝材拉拔：将包覆好的棒坯放入孔模中反复拉伸,得到丝材,本发明通过先将金属棒坯拉拔成丝材后进行退火酸洗,在将丝材制备成丝束后再次进行拉拔、退火、酸洗工序,使得制备后的丝束内的每根纤维都经过退火、酸洗工序,使得金属集束具有良好的抗拉伸性和能够提高金属集束的韧性。(The invention discloses a high-efficiency preparation method of reinforced metal bundling long fiber, comprising the following steps of S1: selecting a metal bar blank, heating the bar blank to 600-700 ℃, preserving heat for 50-120 minutes, rolling the bar blank after heat preservation into a bar, and removing oxide skin on the surface of the bar by a mechanical processing mode, wherein the total processing rate of rolling is 80-90%; s2, surface treatment: electroplating copper on the surface of the bar blank to generate an isolating layer, wherein the thickness of the isolating layer is 2-5 microns; s3, drawing the wire: the metal bar blank is firstly drawn into a wire material, then annealing and pickling are carried out, the wire material is prepared into a wire rod, and then the drawing, annealing and pickling processes are carried out again, so that each fiber in the prepared wire bundle is subjected to the annealing and pickling processes, the metal bundle has good tensile resistance and the toughness of the metal bundle can be improved.)
技术领域
本发明涉及金属纤维加工
技术领域
，更具体地说，尤其涉及一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法。背景技术
金属纤维由于本身的特性，使得金属纤维具有良好的导电、导热、导磁和耐高温性能，再者结合其成本低，广泛应用于电子、化工、机械、纺织、食品登行业。其中制作金属纤维的常规用法为拉拔法，在利用拉拔法制作金属纤维时，需要对金属坯料进行进行拉拔、退火和酸洗，现有的金属纤维利用拉拔法制备时，直接将拉拔后的金属丝集束为一组后，进行退火酸洗，无法使得金属丝集束内的每组金属丝均得到退火酸洗工序的处理，影响整体性能，再者市面上的酸洗液碎金属纤维伤害较大，为此，我们提出一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法，通过先将金属棒坯拉拔成丝材后进行退火酸洗，在将丝材制备成丝束后再次进行拉拔、退火、酸洗工序，使得制备后的丝束内的每根纤维都经过退火、酸洗工序，使得金属集束具有良好的抗拉伸性和能够提高金属集束的韧性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法，包括如下步骤：
S1、坯料处理：选取金属棒坯，并将棒坯加热至600℃～700℃后保温50～120分钟，然后将保温后的棒坯轧制成棒材，并通过机械加工去的方式去除棒材的表面氧化皮，轧制的总加工率为80%～90%；
S2、表面处理：对棒坯的表面进行电镀覆铜生成隔离层，隔离层厚度为2μm～5μm；
S3、丝材拉拔：将包覆好的棒坯放入孔模中反复拉伸，得到丝材；
S4、丝材退火、酸洗液：将经拉伸后的金属丝材，放入电炉中进行退火处理，并在炉内保温10min～60min，电炉加热温度为500℃～750℃，将退火后的丝材放入到酸洗液中，进行初次酸洗，酸洗14min～26min；
S5、丝束退火、酸洗：将酸洗后的金属丝材集成一束，装入钢管中组成金属复合体，将金属复合体放入孔模中反复拉伸，直到金属复合体的直径达到20μm为止，将拉拔后的金属复合体进行真空退火处理，并在真空退火处理后的金属丝材放入酸洗液中进行最后酸洗，得到金属长纤维束；
S6、清洗烘干：将酸洗后的金属长纤维束进行清洗、烘干，即可。
作为本技术方案的进一步优选的：所述酸洗液由以下成分组成：7～9份盐酸、1～4份氨基三乙酸、0.2～0.5份二乙烯三胺、0.5～1.5份亚硝酸钠、2～4份洗涤净和余量水。
作为本技术方案的进一步优选的：所述酸洗液由以下成分组成：7份盐酸、1份氨基三乙酸、0.2份二乙烯三胺、0.5份亚硝酸钠、2份洗涤净和余量水。
作为本技术方案的进一步优选的：所述酸洗液由以下成分组成：9份盐酸、4份氨基三乙酸、0.5份二乙烯三胺、1.5份亚硝酸钠、4份洗涤净和余量水。
作为本技术方案的进一步优选的：所述酸洗液的配置步骤包括：
（1）先将水配入反应釜中，然后接着将亚硝酸钠加入，边搅拌边加入直至亚硝酸钠溶完；
（2）然后将盐酸和氨基三乙酸、二乙烯三胺也加入，并搅拌溶完；
（3）最后加入洗涤净，并搅拌30分钟后，即可得到酸洗液。
优选的，在步骤S2、表面处理中，对棒坯的表面进行电镀覆铜时，将棒坯放入pH值为7.5～8.1的电镀液中，温度为18～30℃温度、电流密度为1～1.5A/dm3、电镀时间25～32分钟。
作为本技术方案的进一步优选的：在步骤S5、丝束退火、酸洗中，真空退火处理的真空度为 8.0×10-2Pa 以下，温度为 600℃～680℃，保温时间为60～90分钟。
作为本技术方案的进一步优选的：在步骤S4、丝材退火、酸洗液中，对丝材进行酸洗时的酸洗液的温度为70℃～75℃，在步骤S5、丝束退火、酸洗中，对丝束进行酸洗时的酸洗液的温度为65℃～75℃。
作为本技术方案的进一步优选的：所述酸洗液在配置使用时，需要加水稀释，其中酸洗液与水的配置比例为1：30。
作为本技术方案的进一步优选的：在S3、丝材拉拔中，拉拔过程中控制道次变形量为12%～21%，总变形量为75%～85%。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过先将金属棒坯拉拔成丝材后进行退火酸洗，在将丝材制备成丝束后再次进行拉拔、退火、酸洗工序，使得制备后的丝束内的每根纤维都经过退火、酸洗工序，使得金属集束具有良好的抗拉伸性和能够提高金属集束的韧性。
2、本发明通过采用盐酸、氨基三乙酸、二乙烯三胺、亚硝酸钠和洗涤净与水混合后形成的酸洗液，该种酸洗液的环保高效，酸性污染小，并在使用时需要添加水进行稀释后才可使用，降低浓度，且酸洗后的产品尺寸误差小，有效的降低对产品的损害。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法，包括如下步骤：
S1、坯料处理：选取金属棒坯，并将棒坯加热至600℃～700℃后保温50～120分钟，然后将保温后的棒坯轧制成棒材，并通过机械加工去的方式去除棒材的表面氧化皮，轧制的总加工率为80%～90%；
S2、表面处理：将棒坯放入pH值为7.5～8.1的电镀液中，温度为18～30℃温度、电流密度为1～1.5A/dm3、电镀时间25～32分钟，在棒坯的表面电镀覆铜生成隔离层，隔离层厚度为2μm～5μm；
S3、丝材拉拔：将包覆好的棒坯放入孔模中反复拉伸，得到丝材，拉拔过程中控制道次变形量为12%～21%，总变形量为75%～85%；
S4、配制酸洗液：选取7份盐酸、1份氨基三乙酸、0.2份二乙烯三胺、0.5份亚硝酸钠、2份洗涤净和余量水，先将水配入反应釜中，然后接着将亚硝酸钠加入，边搅拌边加入直至亚硝酸钠溶完，然后将盐酸和氨基三乙酸、二乙烯三胺也加入，并搅拌溶完，最后加入洗涤净，并搅拌30分钟后，即可得到酸洗液，酸洗液配置使用时，需要加水稀释，其中酸洗液与水的配置比例为1：30。
S5、丝材退火、酸洗液：将经拉伸后的金属丝材，放入电炉中进行退火处理，并在炉内保温10min～60min，电炉加热温度为500℃～750℃，将退火后的丝材放入到酸洗液中，进行初次酸洗，酸洗14min～26min，酸洗液的温度为70℃～75℃；
S6、丝束退火、酸洗：将酸洗后的金属丝材集成一束，装入钢管中组成金属复合体，将金属复合体放入孔模中反复拉伸，直到金属复合体的直径达到20μm为止，将拉拔后的金属复合体进行真空退火处理，真空退火处理的真空度为 8.0×10-2Pa 以下，温度为 600℃～680℃，保温时间为60～90分钟，并在真空退火处理后的金属丝材放入酸洗液中进行最后酸洗，酸洗液的温度为65℃～75℃，得到金属长纤维束；
S6、清洗烘干：将酸洗后的金属长纤维束进行清洗、烘干，即可。
实施例2
一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法，包括如下步骤：
S1、坯料处理：选取金属棒坯，并将棒坯加热至600℃～700℃后保温50～120分钟，然后将保温后的棒坯轧制成棒材，并通过机械加工去的方式去除棒材的表面氧化皮，轧制的总加工率为80%～90%；
S2、表面处理：将棒坯放入pH值为7.5～8.1的电镀液中，温度为18～30℃温度、电流密度为1～1.5A/dm3、电镀时间25～32分钟，在棒坯的表面电镀覆铜生成隔离层，隔离层厚度为2μm～5μm；
S3、丝材拉拔：将包覆好的棒坯放入孔模中反复拉伸，得到丝材，拉拔过程中控制道次变形量为12%～21%，总变形量为75%～85%；
S4、配制酸洗液：选取8份盐酸、3份氨基三乙酸、0.4份二乙烯三胺、1份亚硝酸钠、3份洗涤净和余量水，先将水配入反应釜中，然后接着将亚硝酸钠加入，边搅拌边加入直至亚硝酸钠溶完，然后将盐酸和氨基三乙酸、二乙烯三胺也加入，并搅拌溶完，最后加入洗涤净，并搅拌30分钟后，即可得到酸洗液，酸洗液配置使用时，需要加水稀释，其中酸洗液与水的配置比例为1：30。
S5、丝材退火、酸洗液：将经拉伸后的金属丝材，放入电炉中进行退火处理，并在炉内保温10min～60min，电炉加热温度为500℃～750℃，将退火后的丝材放入到酸洗液中，进行初次酸洗，酸洗14min～26min，酸洗液的温度为70℃～75℃；
S6、丝束退火、酸洗：将酸洗后的金属丝材集成一束，装入钢管中组成金属复合体，将金属复合体放入孔模中反复拉伸，直到金属复合体的直径达到20μm为止，将拉拔后的金属复合体进行真空退火处理，真空退火处理的真空度为 8.0×10-2Pa 以下，温度为 600℃～680℃，保温时间为60～90分钟，并在真空退火处理后的金属丝材放入酸洗液中进行最后酸洗，酸洗液的温度为65℃～75℃，得到金属长纤维束；
S6、清洗烘干：将酸洗后的金属长纤维束进行清洗、烘干，即可。
实施例3
一种增强型金属集束长纤维的高效制备方法，包括如下步骤：
S1、坯料处理：选取金属棒坯，并将棒坯加热至600℃～700℃后保温50～120分钟，然后将保温后的棒坯轧制成棒材，并通过机械加工去的方式去除棒材的表面氧化皮，轧制的总加工率为80%～90%；
S2、表面处理：将棒坯放入pH值为7.5～8.1的电镀液中，温度为18～30℃温度、电流密度为1～1.5A/dm3、电镀时间25～32分钟，在棒坯的表面电镀覆铜生成隔离层，隔离层厚度为2μm～5μm；
S3、丝材拉拔：将包覆好的棒坯放入孔模中反复拉伸，得到丝材，拉拔过程中控制道次变形量为12%～21%，总变形量为75%～85%；
S4、配制酸洗液：选取9份盐酸、4份氨基三乙酸、0.5份二乙烯三胺、1.5份亚硝酸钠、4份洗涤净和余量水，先将水配入反应釜中，然后接着将亚硝酸钠加入，边搅拌边加入直至亚硝酸钠溶完，然后将盐酸和氨基三乙酸、二乙烯三胺也加入，并搅拌溶完，最后加入洗涤净，并搅拌30分钟后，即可得到酸洗液，酸洗液配置使用时，需要加水稀释，其中酸洗液与水的配置比例为1：30。
S5、丝材退火、酸洗液：将经拉伸后的金属丝材，放入电炉中进行退火处理，并在炉内保温10min～60min，电炉加热温度为500℃～750℃，将退火后的丝材放入到酸洗液中，进行初次酸洗，酸洗14min～26min，酸洗液的温度为70℃～75℃；
S6、丝束退火、酸洗：将酸洗后的金属丝材集成一束，装入钢管中组成金属复合体，将金属复合体放入孔模中反复拉伸，直到金属复合体的直径达到20μm为止，将拉拔后的金属复合体进行真空退火处理，真空退火处理的真空度为 8.0×10-2Pa 以下，温度为 600℃～680℃，保温时间为60～90分钟，并在真空退火处理后的金属丝材放入酸洗液中进行最后酸洗，酸洗液的温度为65℃～75℃，得到金属长纤维束；
S6、清洗烘干：将酸洗后的金属长纤维束进行清洗、烘干，即可。
对实施例1、实施例2和实施例3中制备得到的金属长纤维束进行静态力学性能检测，得到结果如下：
实施例1
实施例2
实施例3
抗拉强度（Mpa)
651
639
650
延伸率（%）
17.22
18.4
19.1
抗拉应变
23.6
19.4
21.6
本发明的制备方法制备后的金属集束具有良好的抗拉伸性，能够提高金属集束的韧性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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