專利名稱：一種不銹鋼長(zhǎng)纖維的制備方法
一種不銹鋼長(zhǎng)纖維的制備方法，涉及一種采用集束拉拔法制備不銹鋼長(zhǎng)纖維的方法。
不銹鋼纖維既有化釬、合成纖維及其制品的柔軟性，又有金屬本身具有的優(yōu)良導(dǎo)電性、耐蝕性、耐高溫性，因而具有廣泛的用途。目前，不銹鋼纖維主要用于紡織工業(yè)中的導(dǎo)電織物(如屏蔽服、耐熱布)的生產(chǎn)，及塑膠行業(yè)中導(dǎo)電導(dǎo)電塑料制備以及吸音材料、電磁屏蔽材料、抗靜電材料、銀行防偽標(biāo)據(jù)等。用不銹鋼纖維制作的不銹鋼纖維氈是八十年代最先進(jìn)的高效過濾材料，廣泛用于石化、化纖化工、紡織工業(yè)中的高粘度熔體過濾及宇航工業(yè)中的油濾。
目前，不銹鋼纖維的生產(chǎn)方法有三種拉拔法、切削法和抽熔法。切削法和抽熔法主要用于制備不銹鋼短纖維，而對(duì)于應(yīng)用廣泛的不銹鋼長(zhǎng)纖維大都采用集束拉拔法。這種方法是將幾十根甚至上萬根金屬線棒集成一束并裝入圓形外套中，再進(jìn)行壓縮減徑。為了防止被加工金屬線之間相互粘連，集束前需在金屬線表面涂敷隔離層，拉拔到所需的芯絲直徑時(shí)剝?nèi)ネ馓缀腿コ綦x層，得到纖維束。
奧氏體不銹鋼具有較好的耐熱性能、耐腐蝕性能和良好的加工性能，其纖維的應(yīng)用最為廣泛。應(yīng)用形式主要有紡織物、多孔材料(纖維氈)及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。由于奧氏體不銹鋼這類合金在熱處理時(shí)不會(huì)發(fā)生相變，使得它們不能通過熱處理的方法來提高其機(jī)械性能。只能通過冷加工方式產(chǎn)生變形馬氏體提高機(jī)械性能。特別是高鎳奧氏體不銹鋼，由于鎳增強(qiáng)了奧氏體的穩(wěn)定性，因而在室溫條件下進(jìn)行冷變形時(shí)奧氏體難于向馬式體轉(zhuǎn)變。而傳統(tǒng)的集束拉拔法通常是在室溫下進(jìn)行拉拔，影響了不銹鋼纖維的性能。用這種方法生產(chǎn)的直徑為12微米的316L不銹鋼纖維，其抗拉力只有10g左右，以致于降低了其使用過程中的成品率。
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)集束拉拔法生產(chǎn)存在的不銹鋼纖維抗拉強(qiáng)力低的缺點(diǎn)，提供一種能有效提高不銹鋼長(zhǎng)纖維機(jī)械性能的一種新的不銹鋼長(zhǎng)纖維的制備方法。
一種不銹鋼纖維的制備方法，其過程包括a.電鍍敷銅，在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層；b.集束，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；c.一次復(fù)合體加工，將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔成一次復(fù)合線；d.二次集束，將多根一次復(fù)合線裝入銅管中，組成鋼/銅二次復(fù)合體；e.二次復(fù)合體加工，將復(fù)合體進(jìn)行拉拔，加工成二次復(fù)合線；f.熱處理，進(jìn)行消除加工硬化熱處理；g.酸洗去除隔離層及銅外套；其特征在于在消除加工硬化熱處理后，進(jìn)行最終冷加工時(shí)，有20％～90％的最終冷加工量是在溫度溫度為0℃～-100℃的條件下進(jìn)行。
由于在一定的溫度下，變形奧式體將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，馬氏體越多，抗拉強(qiáng)力越高。本發(fā)明的方法就是通過對(duì)拉拔工藝部分過程的溫度及對(duì)加工率的控制，使變形奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，以改善不銹鋼纖維的抗拉強(qiáng)力。該方法有效地克服了傳統(tǒng)的集束拉拔法在室溫下拉拔，生產(chǎn)的不銹鋼纖維機(jī)械性差的缺點(diǎn)，提高了不銹鋼纖維鋪氈的成品率，是一種理想的不銹鋼纖維的制備方法。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步說明。
一種不銹鋼纖維的制備方法，其加工過程為a.電鍍敷銅，在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層；b.集束，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體，要求線材互保持平行，規(guī)則排列；c.復(fù)合體一次加工，將鋼/銅復(fù)合體冷加工拉拔到一定尺寸，加工成一次復(fù)合線。在此過程中會(huì)產(chǎn)生加工硬化，使塑性降低，所以要配制適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に嚮謴?fù)塑性，以便進(jìn)一步加工。d.二次集束，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，組成二次復(fù)合體；e.二次復(fù)合體加工，將復(fù)合體進(jìn)行拉拔到一定尺寸，加工成二次鋼/銅復(fù)合線；f.熱處理，g在一、二次復(fù)合體加工過程中均進(jìn)行消除加工硬化熱處理；在消除加工硬化熱處理后，進(jìn)行在最終冷加工，要有效控制加工溫度和在一定溫度下的加工比率，其加工量的20％～90％要在溫度為0℃～-100℃的條件下進(jìn)行，h.酸洗去除銅外套和隔離層，得到不銹鋼纖維束。
最終冷加工溫度為0～-100℃條件下進(jìn)行，是因?yàn)樵诘蜏叵聤W氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體的過程能順利進(jìn)行，最終加工率控制在20％～90％，是為了保證有足夠數(shù)量的強(qiáng)化相即馬氏體的形成。本發(fā)明的獲得低溫的手段可通過采用冷凍室、冷凍液、冰水混合液和液氮等方式。采用液氮冷凍的方法，雖然可以達(dá)到很低的溫度，但加工過程必然會(huì)產(chǎn)生大量的低溫?fù)p失，所以加工過程可能的實(shí)際最低溫度大約在-100℃左右，過低的溫度可能會(huì)產(chǎn)生好的效果，但從實(shí)際操作的成本上考慮，采用本發(fā)明的溫度條件還是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。
實(shí)施例1通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行冷加工拉拔，到一定的規(guī)格后，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的6655芯316L/銅其復(fù)合線加工至Φ5.86mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ5.86mm拉伸至3.9mm，然后將復(fù)線放入冷凍液冷凍中，其溫度為-100℃～-50℃條件下，然后將復(fù)合線從Φ3.9mm拉伸到Φ2.76mm，最后酸洗除去銅外套和隔離層后得到20微米的不銹鋼纖維束。經(jīng)檢測(cè)其抗拉強(qiáng)力達(dá)到38.2g，比全部在室溫下拉拔加工的纖維提高了25％。
實(shí)施例2通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的3751芯316L/銅其復(fù)合線加工至Φ5.86mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ5.86mm拉伸至1.92mm，然后將復(fù)線放入冷凍液冷凍中，其溫度為-30℃～-20℃條件下，再將復(fù)合線從Φ1.92mm拉伸到Φ1.36mm，最后酸洗除去銅外套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。經(jīng)檢測(cè)其抗拉強(qiáng)力達(dá)到16.95g。
實(shí)施例3通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的3651芯316L/銅其復(fù)合線加工至Φ5.86mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ5.86mm拉伸至2.29mm，然后將復(fù)線放入冰水混合液中降溫，在其溫度為0℃條件下，再將復(fù)合線從Φ2.29mm拉伸到Φ1.62mm，然后酸洗除去銅外套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。
實(shí)施例4通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的3751芯316L/銅其復(fù)合線加工至Φ5.86mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ5.86mm拉伸至2.04mm，然后將復(fù)線放入冰水混合液中降溫，在其溫度為0℃條件下，再將復(fù)合線從Φ2.04mm拉伸到Φ1.44mm，最后酸洗除去銅外套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。經(jīng)檢測(cè)其抗拉強(qiáng)力達(dá)到20.85g。
實(shí)施例5通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的13255芯316/銅其復(fù)合線加工至Φ11.6mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ11.6mm拉伸至2.85mm，然后將復(fù)線放入冷凍液中降溫，在其溫度為-70～-50℃條件下，再將復(fù)合線從Φ2.85mm拉伸到Φ2.39mm，最后酸洗除去銅外套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。
實(shí)施例6通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的13255芯316L/銅其復(fù)合線加工至Φ11.6mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，復(fù)合線在室溫條件下由Φ11.6mm拉伸至3.4mm，然后將復(fù)線放入液氮冷凍液中降溫，在其溫度為-70～-50℃條件下，再將復(fù)合線從Φ3.4mm拉伸到Φ2.39mm，然后酸洗除去銅外套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。
實(shí)施例7通過在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔到一定的規(guī)格，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，進(jìn)行二次復(fù)合，經(jīng)二次復(fù)合的13255芯316/銅其復(fù)合線加工至Φ11.6mm，進(jìn)行最后一次熱處理后，再將復(fù)合線復(fù)合線在室溫條件下由Φ11.6mm拉伸至3.8mm，然后將復(fù)線放入冷凍液冷凍中，其溫度為-70℃～-50℃條件下，從Φ3.8mm拉伸到Φ2.39mm，然后酸洗除去處套和隔離層后得到12微米的不銹鋼纖維束。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼長(zhǎng)纖維的制備方，包括a.在不銹鋼絲表面電鍍敷銅生成隔離層；b.集束，將多根電鍍后的不銹鋼絲，裝入銅管中，組成鋼/銅復(fù)合體；c.一次復(fù)合體加工，將鋼/銅復(fù)合體進(jìn)行一次冷加工拉拔，加工成一次復(fù)合線；d.二次集束，將多根一次復(fù)合線再裝入銅管中，組成二次復(fù)合體；e.二次復(fù)合體冷加工，將復(fù)合體進(jìn)行拉拔，加工成二次復(fù)合線；f.消除加工硬化熱處理；g.酸洗去除不銹鋼層及外套；其特征在于在消除加工硬化熱處理后，進(jìn)行最終冷加工時(shí)，最終冷加工量中有20％～90％的加工量是在溫度為0℃～-100℃的條件下進(jìn)行。
全文摘要
一種不銹鋼長(zhǎng)纖維的制備方法,涉及一種采用集束拉拔法制備不銹鋼長(zhǎng)纖維的方法,其特征在于:在消除加工硬化熱處理后,進(jìn)行最終冷加工時(shí),最終冷加工量中有20%～90%的加工量是在溫度低于0℃的條件下進(jìn)行。本發(fā)明的方法通過對(duì)拉拔工藝的部分過程的溫度及加工率的控制使變形奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變,以改善不銹鋼纖維的抗拉強(qiáng)度,有效地提高了不銹鋼纖維鋪氈的成品率。是一種理想的不銹鋼纖維的制備方法。
文檔編號(hào)B21C1/00GK1183324SQ9712188
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1997年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月11日
發(fā)明者吳曉祖, 楊照玲, 云詠, 李亞錄, 李建平, 李成仁, 王天成, 王忠俊, 奚正平 申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院