[發(fā)明專利]一種鋼∕不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅箔及制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310134546.1
• 申請(qǐng)日: 2013-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103215529A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙暉;王小輝;李玉海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C49/00
• 分類號(hào): C22C49/00;C22C47/00;C22C111/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電和導(dǎo)熱的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅箔及制造方法。

背景技術(shù)

金屬銅具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕性能，作為功能材料被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。然而，現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，對(duì)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等功能材料的強(qiáng)度、磨損性能和抗沖擊性能提出了更高的要求；而純銅強(qiáng)度低、抗磨損性能差等特點(diǎn)，決定了它不能滿足人們的使用要求。銅基復(fù)合材料不僅具有很高的強(qiáng)度、耐磨性能、抗電弧侵蝕能力，而且具有與純銅相媲美的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性，在宇航、電子、電器盒微電子等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的銅基復(fù)合材料可分為連續(xù)纖維增強(qiáng)和非連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。其中，連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料在纖維增強(qiáng)方向表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能優(yōu)勢(shì)，但由于原材料和復(fù)合材料制造成本高和成型加工困難等原因，使這種材料的開發(fā)、研究和應(yīng)用受到很大的限制。因此，連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的研究重點(diǎn)在開發(fā)新的制造工藝和減低生產(chǎn)成本方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡及制造方法，解決銅材強(qiáng)度低、耐磨性差以及傳統(tǒng)銅基復(fù)合材料制備工藝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題。

采用的技術(shù)方案是：

一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)，再通過(guò)一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得。

上述的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，其厚度在40~150μm范圍內(nèi)可調(diào)，鋼/不銹鋼纖維體積含量在30%~80%，其余為銅材基體。

鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡的制造方法，包括以下步驟：

（1）將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)狀，并根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)經(jīng)向和緯向增強(qiáng)體的強(qiáng)度和體積含量；

（2）對(duì)編制好的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行除油和酸洗活化處理；

（3）采用電鍍銅工藝，對(duì)步驟（2）中的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行鍍銅處理，獲得復(fù)合萡。

上述的鋼/不銹鋼纖維的直徑在10~100μm之間，依據(jù)最終性能要求，經(jīng)向和緯向可選用不同的牌號(hào)、直徑和編制方式。

上述的電鍍銅工藝根據(jù)纖維的牌號(hào)不同，選用常規(guī)電鍍工藝即可。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1．復(fù)合萡不僅具有純銅的高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，而且具有高強(qiáng)度、耐磨性、很好的抗沖擊性能和抗疲勞性能。

2.復(fù)合萡采用廉價(jià)的鋼/不銹鋼纖維作為增強(qiáng)體，不需要高溫條件，僅通過(guò)常規(guī)編制和電鍍工藝達(dá)到復(fù)合目的，具有制備工藝簡(jiǎn)單、易行的特點(diǎn)；而且與其他復(fù)合材料對(duì)比大幅降低了材料及制備工藝的成本。

3．可以通過(guò)電鍍及后續(xù)熱處理，有效的調(diào)節(jié)纖維與銅基體之間的結(jié)合強(qiáng)度；通過(guò)編制獲得更寬范圍內(nèi)的強(qiáng)度與導(dǎo)電率的配合。

4.復(fù)合萡具有很好的韌性，可以直接用于宇航、機(jī)械、電子等工業(yè)中；也可通過(guò)二次成型（如卷、疊等方式）后，采用熱壓、擴(kuò)散焊等方式加工成各種機(jī)械零部件拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

取100μm直徑的鋼纖維作為徑向，以10μm直徑的鋼纖維作為固定作用的緯向，通過(guò)編制使鋼纖維體積含量達(dá)到80%。對(duì)預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過(guò)一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得150μm厚的復(fù)合萡。該復(fù)合萡以100μm直徑鋼纖維的徑向?yàn)樵鰪?qiáng)方向，達(dá)到單向增強(qiáng)目的。

實(shí)施例二

以電鍍銅后復(fù)合萡厚50μm計(jì)算，徑向和緯向均取38μm直徑不銹鋼纖維，按照350目篩網(wǎng)工藝進(jìn)行編織，使不銹鋼纖維的含量達(dá)到30%。對(duì)預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過(guò)一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得的復(fù)合萡。該復(fù)合萡能夠獲得經(jīng)緯雙向增強(qiáng)的復(fù)合萡。

實(shí)施例三

徑向和緯向均取25μm直徑不銹鋼纖維，編織成500目篩網(wǎng)狀。對(duì)預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過(guò)一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得40μm厚的復(fù)合萡。該復(fù)合萡中不銹鋼纖維的體積含量達(dá)到50%，獲得經(jīng)緯雙向增強(qiáng)的復(fù)合萡。