金属纤维股线及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属纤维股线及其制备方法，该金属纤维股线由１～５０００股的金属纤维束捻结而成，每股金属纤维束包含１～１００００根的金属纤维Ｍ１、金属纤维Ｍ２或金属纤维Ｍ３，Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３为铁或镍的合金。该金属纤维股线可通过复合线材制备、减径拉拔、加捻、高温定型和电化学分离五个步骤制备得到。本发明专利技术的金属纤维股线不会出现松股、断股、折叠、交叉和破损等现象，综合性能较好，而本发明专利技术的制备金属纤维股线的方法也具有较高的生产效率，工艺过程简单且容易操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属加工领域，尤其涉及一种由一种以上的金属纤维制成的金属纤维股 线，还涉及一种制备该金属纤维股线的方法。技术背景金属纤维在现有技术中已众所周知，最具有代表性的一个实例是用线束拉拔方法所 获得的金属纤维。随着人们对金属纤维认识的深入，由金属纤维发展而来的金属纤维股线也受到越来 越广泛的关注，其应用领域也逐渐拓宽。以不锈钢金属纤维股线为例，其耐高温特性明 显，瞬间耐高温可达1000°C，而长时间耐高温可达50(TC且其本身的特性不会改质，不 锈钢金属纤维股线因此也成为耐高温产品及防火产品市场上目前所发现的最佳材料；也 可以把不锈钢纤维股线与其它纤维混合织布，使其能够应用于防静电、导电纺织品等技 术领域。而另外一种铁铬铝金属纤维股线由于其在导电和耐高温(长时间承受1000'C) 上的特性，可广泛应用于柔性低压电加热、表面燃烧器等
此外，金属纤维股 线也是复印机和传真机中的导电刷所不可或缺的原材料。正因为金属纤维股线所具有的上述优良特性及广泛用途，使得金属纤维股线的加工 制备也变得颇为重要。目前，金属纤维股线的加工方法基本上是在通过各种加工方法获 得成品金属纤维的基础上，再对金属纤维进行加捻，从而获得金属纤维股线。因为是采 用加捻设备直接对成品金属纤维进行加捻，使得加工效率低下，而且获得的金属纤维股 线经常出现松股、断股、交叉、折叠和破损等缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能有效避免出现松股、 断股、折叠、交叉和破损现象的、综合性能较好的金属纤维股线，还提供一种生产效率 高、工艺过程简单且容易操作的制备金属纤维股线的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种金属纤维股线，其特征在于所 述金属纤维股线由1~5000股的金属纤维束捻结而成，所述金属纤维束由金属纤维M1、 金属纤维M2或金属纤维M3组成，每股金属纤维束中包含的金属纤维的数量控制在1~10000根，其中金属纤维M1中各元素的质量百分数分别为0<C《0.05%、0<Mn《5%、0<Si《2%、 8%《Ni《14%、 15%《Cr《20%、 0<Mo《3%、 0<Cu《4%、 0<N《0.05%、 0<S《0.03%、 0<P《0.05%，余量为铁；金属纤维M2中各元素的质量百分数分别为0.005%《C《0.03%、 0.2%《Mn《0.4%、 0.4%《Si《0.6%、 15%《Cr《27%、 0.05%《Cu《0.2%、 0.03%《S《0.04%、 0.01%《P 《0.045%、 5.0%《A1《7.0%、 0.01%《Re《0.04%，余量为铁；金属纤维M3中各元素的质量百分数分别为0<C《0.05%、 0<Mn《1.5%、 0.2《Si 《1.3%、 9%《Cr《23%、 0<A1《0.3%、 0《Cu《0.2%、 0<S《0.02%、 0<P《0.03%、 0 《Fe《1.5%，余量为镍。上述金属纤维股线包含的金属纤维束的股数范围优选控制在10~2000股。本专利技术还提供了一种金属纤维股线的制备方法，包括以下步骤(1) 复合线材制备准备金属线材，将所述金属线材嵌入基体材料中并捆绑成束， 封装后制得初始复合线材；(2) 减径拉拔采用线束拉拔法拉拔初始复合线材，得到所要求线径的成品复合线材；(3) 加捻对上述制得的成品复合线材进行加捻；(4) 高温定型对加捻完成后的成品复合线材进行高温加热使之定型；(5) 电化学分离采用电化学分离方法对高温定型后的成品复合线材进行分离，从 而制得金属纤维股线。上述方法制得的成品是单股金属纤维股线还是多股(两股以上的)金属纤维股线， 取决于制备过程中所选用的复合线材的数量。当采用单根复合线材进行制备的情况下， 得到的是只包含单股金属纤维束的金属纤维股线；当采用多根复合线材进行制备的情况 下，得到的是包含多股金属纤维束的金属纤维股线。同一根复合线材是由相同材质的金 属线材加工而成，但用于制备多股金属纤维股线的各根复合线材之间，其金属线材的材 质却可以有所变化，换言之单股金属纤维股线中金属纤维的材质是相同的，而多股金属 纤维股线中却有可能包含有不同材质的金属纤维束。上述步骤(1)中的"基体材料"是为了进行线束拉拔过程而施加在各金属线材上的 材料。这种基体材料可以是铜、铁、铜合金、铁合金或者其他类似金属。封装材料被定 义为在其上已涂覆有基体材料的金属线材束上包覆的材料。这种封装材料可以是铝、铁、铝合金、铁合金或者其他类似金属。这种嵌入基体材料中并被封装的金属线材束被称作 "复合线材"。上述步骤(2)的采用线束拉拔法生产制备成品复合线材的过程中，通常在将初始复 合线材减径至成品复合线径时，成品复合线材基体材料中所包覆的金属纤维直径便能达 到成品金属纤维股线所要求的金属纤维直径。而用于控制减径程度的成品复合线径的大 小取决于金属纤维股线成品中对金属纤维线径的具体要求和每股金属纤维束中所包覆的 金属纤维的根数，实践中对金属纤维的线径一般要求控制在1.5 10(Him。上述步骤(3)所述的"加捻"，对于单股金属纤维股线来说是指直接对单根的成品 复合线材进行单股加捻，而对于多股金属纤维股线来说则是指对多根成品复合线材进行 合股加捻。我们可以采用常规的加捻设备对成品复合线材进行加捻，以获得相应直径的 金属纤维股线。所述的常规的加捻设备可以是内收线式双捻机、外收线式双捻机或者集 合式双捻机，当然也包括其它可以用于对复合线材进行加捻的加捻设备。加捻过程中捻 数范围可以控制在1 500捻，优选50 200捻，此处"捻数"定义为一米内出现的捻的个 数。上述步骤(4)的高温定型过程为加捻完成后再经过的一个加热步骤，使金属复合线 材保持一种稳定的拉伸状态，从而使最后得到的金属纤维股线保持一种稳定的状态。高 温定型的温度可以控制在100~800°C，高温定型的时间可控制在l~5h。上述电化学分离方法是采用连续阴阳交替电解法，使用的电化学溶液体系为硫酸溶液，硫酸溶液的浓度为0.7-1.4mol/L;在电解分离过程中，电解电压采用3 4V的恒压控 制，根据基体和封装材料的不同，可以将复合线材的分离速度控制在0.8 1.2m/min。与现有技术相比，本专利技术的优点在于针对现有的金属纤维股线加工效率低下以及经 常存在的松股、断股、折叠、交叉和破损等缺陷，提供了一种金属纤维股线及其制作工 艺，由于本专利技术的方法是在对采用线束拉拔法生产的金属复合线材拉拔到某一线径后， 使用常规的加捻设备对金属复合线材进行加捻(而不是对金属纤维直接进行加捻)，然后 再采用电化学分离的方法进行分离，这样不仅使金属纤维股线的综合性能获得很大提高， 也使加工的效率获得大大提高。由于是对复合线材进行加捻，因此本专利技术金属纤维股线 的股数范围比对金属纤维直接加捻更容易控制(可以是1 5000股，优选10-2000股)； 由于是对复合线材进行加捻，因此金属纤维股线的捻向比对金属纤维直接加捻更容易控 制，可以是左捻(Z捻)，也可以是右捻(S捻)；由于是对复合线材进行加捻，因此金属 纤维股线的捻数范围比对金属纤维直接加捻更容易控制(可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属纤维股线，其特征在于所述金属纤维股线由１～５０００股的金属纤维束捻结而成，所述金属纤维束包含１～１００００根的金属纤维Ｍ１、金属纤维Ｍ２或金属纤维Ｍ３，其中：　　　　金属纤维Ｍ１中各元素的质量百分数分别为０＜Ｃ≤０．０５％、０＜Ｍｎ≤５％、０＜Ｓｉ≤２％、８％≤Ｎｉ≤１４％、１５％≤Ｃｒ≤２０％、０＜Ｍｏ≤３％、０＜Ｃｕ≤４％、０＜Ｎ≤０．０５％、０＜Ｓ≤０．０３％、０＜Ｐ≤０．０５％，余量为铁；　　　　金属纤维Ｍ２中各元素的质量百分数分别为０．００５％≤Ｃ≤０．０３％、０．２％≤Ｍｎ≤０．４％、０．４％≤Ｓｉ≤０．６％、１５％≤Ｃｒ≤２７％、０．０５％≤Ｃｕ≤０．２％、０．０３％≤Ｓ≤０．０４％、０．０１％≤Ｐ≤０．０４５％、５．０％≤Ａｌ≤７．０％、０．０１％≤Ｒｅ≤０．０４％，余量为铁；　　　　金属纤维Ｍ３中各元素的质量百分数分别为０＜Ｃ≤０．０５％、０＜Ｍｎ≤１．５％、０．２≤Ｓｉ≤１．３％、９％≤Ｃｒ≤２３％、０＜Ａｌ≤０．３％、０≤Ｃｕ≤０．２％、０＜Ｓ≤０．０２％、０＜Ｐ≤０．０３％、０≤Ｆｅ≤１．５％，余量为镍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓春，魏少锋，黄俊杰，
申请(专利权)人：湖南惠同新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]