[發明專利]一種具有規則鱗翅狀結構的銅金屬纖維及其制造方法

無效

• 申請號: 201210037278.7
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102554243A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 袁偉;湯勇;楊曉軍;萬珍平;劉彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及一種金屬纖維的制造方法，特別是一種具有規則鱗翅狀結構的銅金屬纖維及其制造方法。

背景技術

金屬纖維是上世紀七十年代后期出現于國外工業發達國家的一種高附加值新型工程材料，現已發展為金屬材料科學中的一個重要分支。金屬纖維不僅繼承了金屬材料本身固有的諸多優良性能，而且具有更好的可紡性和可燒結性，在化工、機械、?冶金、航空航天、軍工等多個領域都有著廣泛用途。近年來,?隨著金屬纖維應用領域的不斷擴大,?對金屬纖維的性能要求也越來越高。例如，利用金屬纖維制造的燒結氈是一種新型的多孔金屬材料，具有三維網狀結構，孔隙率可達70-99%。然而，常用的拉拔纖維制造法生產成本高，工藝復雜，制造的銅纖維由于表面光滑，在用于制造復合材料時與基體的結合強度較低，而且由于燒結纖維氈時難以形成燒結頸，因此對燒結條件（燒結溫度、燒結壓力、燒結時間）的要求通常高于采用切削法制造的銅纖維。傳統的金屬纖維切削法一般基于單刃切削工藝，效率低下，容易斷屑，難以滿足對金屬纖維大批量生產的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷與不足，提供一種具有規則鱗翅狀結構的銅金屬纖維及其制造方法，本發明提出了一種制造工藝簡單、比表面積大、燒結性能良好且具有鱗翅狀結構及豐富表面形貌的銅金屬纖維及其制造方法。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種具有規則鱗翅狀結構的銅金屬纖維的制造方法，包括如下步驟：

（1）對銅圓棒工件表面進行清洗、除油處理后，采用外圓車削法去除銅圓棒表面的氧化層；

（2）將步驟（1）中處理后的銅圓棒工件的一端固定在臥式車床上，利用錐型鉆頭在工件的另一端面圓心處切削出錐孔，并采用錐型頂針壓緊錐孔，使工件在工作時能夠平穩旋轉；

（3）利用安裝在車床刀架上的多齒切削刀具切削步驟（2）中的工件得到具有規則鱗翅狀結構的銅金屬纖維。

所述的銅圓棒工件的材料為高彈性高硬度銅合金，圓棒直徑為35-60mm。

所述步驟（3）中所述的多齒切削刀具為大刃傾角的多齒切削刀具，其主切削刃由若干個平行細齒構成，每個細齒截面呈等腰三角形，同一個細齒的兩側切削刃同時參與切削，在剝離切削層的同時起到良好的分屑作用，所述多齒刀具的名義前角γ₀為25-30°，名義后角α₀為5-8°，主切削刃與工件軸線之間的夾角θ為45-55°，齒距w為0.3-0.5mm，齒高d為0.2-0.3mm。

所述步驟（3）的切削過程中：工件即機床主軸的轉速v為50-180r/min，刀具為自動進給，進給量f為0.1-0.19mm/r，刀具的背吃刀量a_p為0.1-0.2mm，切削條件為干切削。

所述應用如上方法制造的銅金屬纖維，切削出的連續型銅金屬纖維當量直徑為50-100μm，可收集性好，沿纖維長度方向排布鱗翅狀結構，所述鱗翅為非規則的近似三角形，排列規整，間距均勻，鱗翅高度為100-200μm，間距為50-100μm，纖維具有豐富的粗糙表面形貌，比普通銅纖維具有更大的比表面積。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

（1）制造工藝：采用多齒切削法切削銅金屬纖維，將銅金屬纖維切削工藝從單刃發展為多齒。多齒刀具的每個細齒兩側的切削刃均參與切削過程，切削層被剝離的同時可將切屑分成多根纖維，起到良好的分屑作用，可同時獲得多根連續型微細金屬纖維，具有明顯的“一刀多纖”效果。本發明工藝簡單，對切削設備要求低，制造過程高效，不僅有效克服了傳統切削法生產效率低的問題，而且解決了切削法不能制造連續型金屬纖維的難題，在減少金屬纖維生產成本的同時，還大大縮短了生產時間；

（2）表面形貌：與拉拔法和熔抽法制造的金屬纖維相比，多齒切削法制造的銅金屬纖維具有規則的鱗翅狀結構特征，而且纖維表面具有豐富的多/微尺度形貌特征；

（3）燒結性能：由于采用多齒刀具制造的銅纖維具有十分豐富的表面結構及形貌，使銅纖維在燒結時更易形成燒結頸，纖維之間的結合強度增強，且所需的燒結溫度也大為降低，有效提高了銅金屬纖維的燒結性能；