[发明专利]一种微米级超细连续铝纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于新型工业材料技术领域，特别是涉及一种微米级超细连续铝纤维的制造方法。

背景技术

铝纤维具有金属材料固有的一切优点，同时还具有非金属纤维的一些特殊性能。铝纤维具有良好抗静电功能、电磁屏蔽功能、导电、导热功能和隔音功能，柔韧性和耐氧化性好；铝纤维比表面积大，在隔音和助燃等方面有着超常的效果。铝纤维的主要应用领域有：⑴在纺织品中的抗静电织物、防辐射织物和导热织物等；⑵在工程塑料中的导热工程塑料、导电工程塑料和防辐射工程塑料等；⑶火箭推进液体助剂中的助燃剂；⑷电动混合动力汽车中的蓄电池中的添加剂；⑸吸音材料等等。

铝纤维的制造方法归纳起来有三种：熔抽法，拉拔法和切削法。熔抽法的基本原理是将金属加热到熔融状态，在液态金属容器的底设有一个可调节流速的小孔，给液面施加压力，强迫金属液迅速喷出或甩出而形成金属纤维，采用化学活性激冷剂或磁场使液流稳定并促进其凝固形成纤维。拉拔法又分为单线拉拔和集束拉拔，其中单线拉拔法产品表面光滑，尺寸精确，但工序繁琐，生产周期长，成本高，主要用于某些特殊领域，如高精度筛网等；集束拉拔虽降低了成本，但其产品表面质量和拉拔直径难以保证。切削法是以固态金属作为原料，用刀具切削成纤维屑，方法简单，生产周期短，成本低，但难以得到截面光滑的长纤维。熔抽法和切削法主要用于生产30um以上规格较大的短纤维，不能生产极细的连续铝纤维。熔抽法生产效率较高，但是表面氧化层较厚，对铝纤维的导热、导电性能有较大的影响；切削法生产效率较低，纤维长度更短只有几厘米。

微米级超细连续铝纤维是一种重要的新型工业材料，是现代科学的一个重要领域。由于其良好的应用性能，日益体现出其重要价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造微米级超细连续铝纤维的方法，可以制成纤维直径为4～30um的超细连续铝纤维。

本发明实现上述目的所采取的技术方案是，一种微米级超细连续铝纤维的制造方法，采用集束拉拔工艺，包括至少两次复合组装和集束拉拔步骤。具体制造过程依次包括下列步骤：

⑴包覆：以纯铝杆为原料，经表面处理去除表面氧化层后用铜带包覆；

⑵拉伸：将经包覆的铜包铝杆拉伸成铝线材，然后用铜表面清洗液清洗干净后复绕到线盘上；

⑶复合组装：将若干根铝线材同时放置于张力放线架上，然后用铜带包覆；

⑷集束拉拔：对复合组装的铝线材进行排气、压缩和拉伸，直至铜带包覆层贴紧铝线材；至少重复一次步骤⑶和步骤⑷，得铝纤维；

⑸热处理：进行退火处理；

⑹表面处理：退火后放置于铜铝分离线上，将铜去除并漂洗干净；

⑺烘干：表面处理后进行烘干得成品。

作为优选，所述的复合组装步骤中用铜带包覆时，控制铜带包覆层内铝线材的填充量为73%～78%。

作为进一步的优选，所述的铜带包覆层内铝线材的填充量为75%。

作为优选，所述的集束拉拔步骤中，所述排气、压缩和拉伸为依次进行的大拉、中拉、连拉和平辊拉。

作为进一步的优选，所述的大拉、中拉、连拉和平辊拉时分别控制压缩率为4%～10%。

作为更进一步的优选，所述大拉时控制压缩率为7%；所述中拉时控制压缩率为8.5%；所述连拉时控制压缩率为9%；所述平辊拉时控制压缩率为5%。

作为优选，所述的热处理步骤中，设定退火温度为360±15℃；退火时间为4～6s。

作为优选，所述的表面处理步骤中，采用硝酸将铜去除，然后中和并漂洗，直至pH为7±0.3。

作为优选，所述的烘干步骤中，先采用紫外灯烘烤至表面无水滴；再进烘房烘干，控制温度为60±2℃，时间30±3h；然后进行在线连续烘干，控制温度为180±5℃，时间2.5～3.0min。