一种微米和亚微米铁基金属纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供一种微米和亚微米铁基金属纤维的制备方法，属于金属纤维制备技术领域。在真空感应炉内熔炼按质量百分比包括以下组分：铜元素７０％～９０％、铁元素５％～２９％、铬元素１％～２５％的合金材料，将熔炼后的合金材料浇铸。浇铸后的合金材料进行热锻。热锻后进行冷拔和中间退火。将冷拔后的合金材料放入３０％－６５％的浓硝酸中溶解，再经清洗、过滤、干燥、萃取获得微米和亚微米铁基金属纤维。该方法制备的铁基金属纤维具备微米、亚微米级、稳定性高的特征，在精细化工、石油、制药等领域具有广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微米、亚微米级、高稳定性的铁基金属纤维的制备 方法，属于金属纤维制备

技术介绍
目前，国内外制备金属纤维的方法有 一是熔融纺丝法；二是机械 切削法；三是拉拔变形法如单丝拉拔法和集束拉拔法；四是化学合成法如磁场 引导水溶还原法、羰基热分解法。熔融纺丝法、机械切削法制备的金属纤维工艺成本低，但金属纤维不连续 且不均匀，主要应用于一些要求不高的领域中，制得的金属纤维的直径一般在 20拜以上。拉拔变形法中，单丝拉拔法采用多模连续拉拔，特点是纤维连续均匀，纤 维丝径可接近20pm，主要用于生产高精度筛网、印刷丝网；但集束拉拔法可生 产的金属纤维丝径通常仍在6^m以上。要制备l 2|nm的金属纤维则十分困难。化学合成法中，用磁场引导水溶还原法可以制备金属钴纤维的直径为 1.5^m，但制备亚微米级的金属纤维仍没有实现。羰基热分解法制备的多晶铁纤 维一般在微米级以上，有时能达到亚微米级，但多晶铁纤维在大气环境中不稳 定，易于氧化和粘连，使纤维粗化和非金属化，限制了其大量生产和应用
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种微米和亚微米铁基金属纤维的制备方法，即原位形变-萃取法。本专利技术制备的铁基金属纤维具备微米、亚微 米级、稳定性高的特征。本专利技术提供的技术方案是在真空感应炉内熔炼按质量百分比包括以下组 分铜元素70%~90%、铁元素5%~29%、铬元素1%~25%的Cu-Fe-Cr系合金材料，熔炼温度为1400~1600°C，将熔炼后的合金材料浇铸。浇铸后的合金材料进 行热锻。热锻后进行冷拔和中间退火，采用冷拔工艺和中间退火工艺相结合的 方法。将冷拔后的该合金材料放入30%—65%的浓硝酸中，铜与浓硝酸发生如 下反应Cu+4HN03=Cu(N03)2+2N02+2H20 ，铜溶解，而含铬元素的纤维相因 钝化效应而具有耐浓硝酸腐蚀性，经清洗、过滤、干燥，萃取获得微米和亚微 米铁基金属纤维。本专利技术生产的微米和亚微米铁基金属纤维是含Cr元素的铁基 纤维，具有铁素体不锈钢的耐蚀性，其稳定性好。 本专利技术的有益效果是1、 本专利技术开发一项制备微米、亚微米级、高稳定性的铁基金属纤维的技 术方法，即原位形变-萃取法。2、 本专利技术制备的金属纤维细化达到微米、亚微米级。3、 本专利技术制备的金属纤维是含Cr元素的铁基纤维具有铁素体不锈钢的 耐蚀性，在大气环境下长期放置不会进一步氧化，其稳定性明显好于多晶铁纤 维、铜纤维，同时可保持比铁氧体高的磁性。具体实施例方式在真空感应炉内熔炼按质量百分比包括以下组分铜元素70°/^90%、铁元 素5%~29%、铬元素1%~25%的Cu-Fe-Cr系合金材料，熔炼温度为1400~1600°C ， 将熔炼后的合金材料浇铸。浇铸后的合金材料进行热锻。热锻后进行冷拔和中 间退火，采用冷拔工艺和中间退火工艺相结合。将冷拔后的合金材料放入30% 一65%的浓硝酸中，铜溶解，含铬元素的纤维相钝化，经清洗、过滤、干燥， 萃取获得微米和亚微米铁基金属纤维。下面通过实施例，进一步阐明本专利技术的突出特点和显著进步。 实施例1微米级和亚微米级铁基金属纤维的制备方法。铜元素85%、铁元素13%、铬元素2%的合金材料。在真空感应炉内进行合金熔炼，熔炼温度为 1500~1550°C，熔炼后浇入水冷金属模中，铸锭直径为80mm。经热锻、热轧成 直径为15mm的圆棒。然后，冷拔工艺和中间退火工艺相结合，冷拔到直径为 0.36毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料，放入浓度为65%的浓硝酸中萃 取，铜被腐蚀掉，经清洗、过滤、干燥，萃取获得0.6微米一3微米的铁基金属 纤维。 实施例2微米级和亚微米级铁基金属纤维的制备方法。铜元素85%、铁元素11%、铬 元素4%的合金材料在真空感应炉内进行合金熔炼，熔炼温度为1500~1550°C， 熔炼后浇铸，然后，将铸锭热锻成直径15毫米的圆棒。然后，冷拔工艺和中间 退火工艺相结合，冷拔到直径为0.36毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料， 放入浓度为65%的浓硝酸中萃取，铜被腐蚀掉，经清洗、过滤、干燥，萃取获 得0.6微米一3微米的铁基金属纤维。 实施例3微米级和亚微米级铁基金属纤维的制备方法。铜元素85%、铁元素14%、 铬元素1%的合金材料。在真空感应炉内进行合金熔炼，熔炼温度为 1500~1550°C，熔炼后浇入金属模中，铸锭直径为80mm。经热锻、热轧成直径 为15mm的圆棒。然后，冷拔工艺和中间退火工艺相结合，冷拔到直径为0.36 毫米到2毫米。截取部分冷拔后合金材料，放入浓度为65%的浓硝酸中萃取， 铜被腐蚀掉，经清洗、过滤、干燥，萃取获得0.6微米一3微米的铁基金属纤维。权利要求1、，其特征在于选用铜、铁、铬合金材料，将合金材料在真空感应炉内熔炼，再浇铸，热锻，冷拔，退火，将冷拔后的合金材料放入浓硝酸中溶解，再经清洗、过滤、干燥、萃取获得微米和亚微米铁基金属纤维。2、 根据权利要求1所述的微米和亚微米铁基金属纤维的制备方法，其特征是所选铜、铁、铬合金材料按质量百分比包括以下组分:铜元素70% 90%、铁元素5%~29%、铬元素1% 25%。3、 根据权利要求1所述的微米和亚微米铁基金属纤维的制备方 法，其特征是真空感应炉内熔炼温度为1400~1600°C。4、 根据权利要求1所述的微米和亚微米铁基金属纤维的制备方 法，其特征是合金材料进行的冷拔和退火是相结合进行的。5、 根据权利要求1所述的微米和亚微米铁基金属纤维的制备方 法，其特征是使用的浓硝酸浓度为30%—65% -全文摘要本专利技术提供，属于金属纤维制备
在真空感应炉内熔炼按质量百分比包括以下组分铜元素70％～90％、铁元素5％～29％、铬元素1％～25％的合金材料，将熔炼后的合金材料浇铸。浇铸后的合金材料进行热锻。热锻后进行冷拔和中间退火。将冷拔后的合金材料放入30％-65％的浓硝酸中溶解，再经清洗、过滤、干燥、萃取获得微米和亚微米铁基金属纤维。该方法制备的铁基金属纤维具备微米、亚微米级、稳定性高的特征，在精细化工、石油、制药等领域具有广泛的用途。文档编号B22F9/00GK101096052SQ200610012878公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月28日 优先权日2006年6月28日专利技术者刘宗茂, 孙世清, 孟永强, 磊 毛, 胡建文, 青 高 申请人:河北科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微米和亚微米铁基金属纤维的制备方法，其特征在于选用铜、铁、铬合金材料，将合金材料在真空感应炉内熔炼，再浇铸，热锻，冷拔，退火，将冷拔后的合金材料放入浓硝酸中溶解，再经清洗、过滤、干燥、萃取获得微米和亚微米铁基金属纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛磊，孙世清，刘宗茂，孟永强，高青，胡建文，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]