專利名稱：一種微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微米、亞微米級、高穩(wěn)定性的鐵基金屬纖維的制備 方法，屬于金屬纖維制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外制備金屬纖維的方法有 一是熔融紡絲法；二是機(jī)械 切削法；三是拉拔變形法如單絲拉拔法和集束拉拔法；四是化學(xué)合成法如磁場 引導(dǎo)水溶還原法、羰基熱分解法。
熔融紡絲法、機(jī)械切削法制備的金屬纖維工藝成本低，但金屬纖維不連續(xù) 且不均勻，主要應(yīng)用于一些要求不高的領(lǐng)域中，制得的金屬纖維的直徑一般在 20拜以上。
拉拔變形法中，單絲拉拔法采用多模連續(xù)拉拔，特點(diǎn)是纖維連續(xù)均勻，纖 維絲徑可接近20pm，主要用于生產(chǎn)高精度篩網(wǎng)、印刷絲網(wǎng)；但集束拉拔法可生 產(chǎn)的金屬纖維絲徑通常仍在6^m以上。要制備l 2|nm的金屬纖維則十分困難。
化學(xué)合成法中，用磁場引導(dǎo)水溶還原法可以制備金屬鈷纖維的直徑為 1.5^m，但制備亞微米級的金屬纖維仍沒有實(shí)現(xiàn)。羰基熱分解法制備的多晶鐵纖 維一般在微米級以上，有時(shí)能達(dá)到亞微米級，但多晶鐵纖維在大氣環(huán)境中不穩(wěn) 定，易于氧化和粘連，使纖維粗化和非金屬化，限制了其大量生產(chǎn)和應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種微米和亞微米鐵基金屬纖維
的制備方法，即原位形變-萃取法。本發(fā)明制備的鐵基金屬纖維具備微米、亞微 米級、穩(wěn)定性高的特征。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是在真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉按質(zhì)量百分比包括以下組 分銅元素70%~90%、鐵元素5%~29%、鉻元素1%~25%的Cu-Fe-Cr系合金材
料，熔煉溫度為1400~1600°C，將熔煉后的合金材料澆鑄。澆鑄后的合金材料進(jìn) 行熱鍛。熱鍛后進(jìn)行冷拔和中間退火，采用冷拔工藝和中間退火工藝相結(jié)合的 方法。將冷拔后的該合金材料放入30%—65%的濃硝酸中，銅與濃硝酸發(fā)生如 下反應(yīng)Cu+4HN03=Cu(N03)2+2N02+2H20 ，銅溶解，而含鉻元素的纖維相因 鈍化效應(yīng)而具有耐濃硝酸腐蝕性，經(jīng)清洗、過濾、干燥，萃取獲得微米和亞微 米鐵基金屬纖維。本發(fā)明生產(chǎn)的微米和亞微米鐵基金屬纖維是含Cr元素的鐵基 纖維，具有鐵素體不銹鋼的耐蝕性，其穩(wěn)定性好。 本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明開發(fā)一項(xiàng)制備微米、亞微米級、高穩(wěn)定性的鐵基金屬纖維的技 術(shù)方法，即原位形變-萃取法。
2、 本發(fā)明制備的金屬纖維細(xì)化達(dá)到微米、亞微米級。
3、 本發(fā)明制備的金屬纖維是含Cr元素的鐵基纖維具有鐵素體不銹鋼的 耐蝕性，在大氣環(huán)境下長期放置不會(huì)進(jìn)一步氧化，其穩(wěn)定性明顯好于多晶鐵纖 維、銅纖維，同時(shí)可保持比鐵氧體高的磁性。
具體實(shí)施例方式
在真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉按質(zhì)量百分比包括以下組分銅元素70°/^90%、鐵元 素5%~29%、鉻元素1%~25%的Cu-Fe-Cr系合金材料，熔煉溫度為1400~1600°C ， 將熔煉后的合金材料澆鑄。澆鑄后的合金材料進(jìn)行熱鍛。熱鍛后進(jìn)行冷拔和中 間退火，采用冷拔工藝和中間退火工藝相結(jié)合。將冷拔后的合金材料放入30% 一65%的濃硝酸中，銅溶解，含鉻元素的纖維相鈍化，經(jīng)清洗、過濾、干燥， 萃取獲得微米和亞微米鐵基金屬纖維。
下面通過實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明的突出特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。 實(shí)施例1
微米級和亞微米級鐵基金屬纖維的制備方法。銅元素85%、鐵元素13%、
鉻元素2%的合金材料。在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行合金熔煉，熔煉溫度為 1500~1550°C，熔煉后澆入水冷金屬模中，鑄錠直徑為80mm。經(jīng)熱鍛、熱軋成 直徑為15mm的圓棒。然后，冷拔工藝和中間退火工藝相結(jié)合，冷拔到直徑為 0.36毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料，放入濃度為65%的濃硝酸中萃 取，銅被腐蝕掉，經(jīng)清洗、過濾、干燥，萃取獲得0.6微米一3微米的鐵基金屬 纖維。 實(shí)施例2
微米級和亞微米級鐵基金屬纖維的制備方法。銅元素85%、鐵元素11%、鉻 元素4%的合金材料在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行合金熔煉，熔煉溫度為1500~1550°C， 熔煉后澆鑄，然后，將鑄錠熱鍛成直徑15毫米的圓棒。然后，冷拔工藝和中間 退火工藝相結(jié)合，冷拔到直徑為0.36毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料， 放入濃度為65%的濃硝酸中萃取，銅被腐蝕掉，經(jīng)清洗、過濾、干燥，萃取獲 得0.6微米一3微米的鐵基金屬纖維。 實(shí)施例3
微米級和亞微米級鐵基金屬纖維的制備方法。銅元素85%、鐵元素14%、 鉻元素1%的合金材料。在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行合金熔煉，熔煉溫度為 1500~1550°C，熔煉后澆入金屬模中，鑄錠直徑為80mm。經(jīng)熱鍛、熱軋成直徑 為15mm的圓棒。然后，冷拔工藝和中間退火工藝相結(jié)合，冷拔到直徑為0.36 毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料，放入濃度為65%的濃硝酸中萃取， 銅被腐蝕掉，經(jīng)清洗、過濾、干燥，萃取獲得0.6微米一3微米的鐵基金屬纖維。
權(quán)利要求
1、一種微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方法，其特征在于選用銅、鐵、鉻合金材料，將合金材料在真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，再澆鑄，熱鍛，冷拔，退火，將冷拔后的合金材料放入濃硝酸中溶解，再經(jīng)清洗、過濾、干燥、萃取獲得微米和亞微米鐵基金屬纖維。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方法，其特征是所選銅、鐵、鉻合金材料按質(zhì)量百分比包括以下組分:銅元素70% 90%、鐵元素5%~29%、鉻元素1% 25%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方 法，其特征是真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉溫度為1400~1600°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方 法，其特征是合金材料進(jìn)行的冷拔和退火是相結(jié)合進(jìn)行的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方 法，其特征是使用的濃硝酸濃度為30%—65% -
全文摘要
本發(fā)明提供一種微米和亞微米鐵基金屬纖維的制備方法，屬于金屬纖維制備技術(shù)領(lǐng)域。在真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉按質(zhì)量百分比包括以下組分銅元素70％～90％、鐵元素5％～29％、鉻元素1％～25％的合金材料，將熔煉后的合金材料澆鑄。澆鑄后的合金材料進(jìn)行熱鍛。熱鍛后進(jìn)行冷拔和中間退火。將冷拔后的合金材料放入30％-65％的濃硝酸中溶解，再經(jīng)清洗、過濾、干燥、萃取獲得微米和亞微米鐵基金屬纖維。該方法制備的鐵基金屬纖維具備微米、亞微米級、穩(wěn)定性高的特征，在精細(xì)化工、石油、制藥等領(lǐng)域具有廣泛的用途。
文檔編號B22F9/00GK101096052SQ200610012878
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者劉宗茂, 孫世清, 孟永強(qiáng), 磊 毛, 胡建文, 青 高 申請人:河北科技大學(xué)