一种复合金属丝材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合金属丝材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)提供一根主体金属丝，和至少一根客体金属丝；(2)在主体金属丝上纵向加工与客体金属丝相配合的U型槽；(3)将客体金属丝嵌入对应的U型槽内；(4)收拢主体金属丝的U型槽槽口。与现有技术相比，本发明专利技术可以避免复合金属丝材内部空气腔和断层的问题，确保丝材的成分比例与均匀性，显著降低成分实际值与设计值的偏差。成分实际值与设计值的偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属丝材的制备方法


[0001]本专利技术属于金属丝材加工领域，具体涉及一种复合金属丝材的制备方法。

技术介绍

[0002]丝材是焊接、增材制造与表面加工技术中常用的一类耗材，常用于熔丝增材制造技术、焊接与修复、热喷涂等制造技术。随着科技的发展及进步，增材技术彻底改变了传统金属零件，特别是高性能、难加工、结构形状复杂等金属零件的加工模式，在航空航天、电力电子等装备制造中具有广阔的应用前景，成为当前材料制备科学和先进制造技术学科领域前沿研究和竞争热点之一。熔丝增材技术因其加工特性及结构性能需求，从而对金属丝材的成分控制与均匀性要求越来越高，进而导致金属丝材制备技术的难度显著提高。
[0003]目前的复合金属丝材主要分为实芯丝材和药芯丝材。实芯丝材一般经过熔炼、浇注、锻造、轧制、退火及拉拔等工艺制成，使用时操作方便，生产效率高，存在的主要问题是调节成分困难，无法适应生产品种灵活多变的要求。采用多种合金材料层状次第包覆技术加工生产实芯丝材可以克服上述成分调节困难的问题，但由于各层合金材料的延展性与强度相差明显，容易出现中间部分材料断层的质量问题；在成分控制方面，各种合金材料在后期丝材拉拔成形时会产生层厚变化，使得丝材成分比例控制不准确，容易造成实际丝材与成分设计值产生较大偏差。与实芯丝材的生产工艺不同，药芯丝材一般采用粉/管法或粉/皮法制成，在药芯丝材的制造工艺中，粉末被包在薄带或管中，可根据生产品种的要求，灵活多变地调节粉末组成，但由于粉末的流动性并不稳定，轧制或拉拔过程中，每一段的药粉并不能均匀分布，容易出现某段包覆的粉比较多，某段包覆的粉比较少甚至是空的现象，导致药芯丝材局域部分的成分不均匀，或者夹杂着气体，使得药芯丝材在真空熔覆的使用过程中易出现未熔合、小孔塌陷、气孔，裂纹，飞溅等缺陷。

技术实现思路

[0004]为了克服现有复合金属丝材加工中存在的上述问题，本专利技术提供一种改进的复合金属丝材制备方法。
[0005]本专利技术实现上述目的所采用的技术方案如下：
[0006]一种复合金属丝材的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)提供一根主体金属丝，和至少一根客体金属丝；
[0008](2)在主体金属丝上纵向加工与客体金属丝相配合的U型槽；
[0009](3)将客体金属丝嵌入对应的U型槽内；
[0010](4)收拢主体金属丝的U型槽槽口。
[0011]优选地，所述主体金属丝的直径为所述复合金属丝材直径的1.05～1.1倍。
[0012]优选地，所述复合金属丝材的直径为1～4mm。
[0013]优选地，按以下公式确定客体金属丝的半径和数量：
[0014][0015]其中，
[0016]x
i
为第i种客体金属丝在复合金属丝材中的质量分数；
[0017]n
i
为第i种客体金属丝的数量；
[0018]R
i
为第i种客体金属丝的半径；
[0019]ρ
i
为第i种客体金属丝的密度；
[0020]R为复合金属丝材的半径；
[0021]ρ为主体金属丝的密度。
[0022]优选地，所述客体金属丝的直径小于或等于所述主体金属丝的半径。
[0023]优选地，客体金属丝为多根时，各根客体金属丝相同或不同，且一条U型槽镶嵌一根客体金属丝。
[0024]优选地，所述U型槽的宽度与客体金属丝的直径基本相等，所述U型槽的深度为客体金属丝直径的1.05～1.2倍。
[0025]更优选地，所述U型槽的深度为客体金属丝直径的1.1～1.2倍。
[0026]优选地，通过拉拔或轧制的方式，收拢主体金属丝的U型槽槽口。
[0027]优选地，收拢主体金属丝的U型槽槽口，使客体金属丝被主体金属丝紧密抱合。
[0028]优选地，U型槽槽口收拢结束后，经过以下一项或多项的后处理：
[0029]去应力热处理；
[0030]切削；
[0031]磨抛。
[0032]本专利技术的有益效果：
[0033]与现有技术相比，本专利技术将客体金属丝镶嵌在主体金属丝表面的U型槽内，在主体金属丝紧密贴合收拢的过程中，能够将多余的气体及时排出，可以避免内部产生空气腔。
[0034]与现有技术相比，本专利技术在主体金属丝U型槽槽口收拢的过程中客体金属丝不需要受力变形，从而可以避免不同材质的金属丝因延展性与强度的明显差异导致中间断层的问题。
[0035]与现有技术相比，本专利技术在主体金属丝U型槽槽口收拢的过程中不改变客体金属丝的截面尺寸，从而确保复合金属丝材轴向上的成分比例与均匀性，显著降低成分实际值与设计值的偏差。
附图说明
[0036]图1为本专利技术复合金属丝材制备过程中金属丝横截面变化示意图，其中，1
‑
主体金属丝，2
‑
客体金属丝。
[0037]图2为实施例1金属丝横截面变化的示意图。
具体实施方式
[0038]以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。
[0039]在本专利技术中，主体金属丝和客体金属丝是相对于U型槽而言，提供U型槽的金属丝
为主体金属丝，被嵌入U型槽的金属丝为客体金属丝。
[0040]在本专利技术中，可根据复合金属丝材的组分含量选择合适材质作为主体金属丝。
[0041]本专利技术复合金属丝材制备过程中金属丝的横截面变化如图1所示，具体过程包括如下步骤：
[0042](1)提供一根主体金属丝，和至少一根客体金属丝；
[0043](2)在主体金属丝上纵向加工与客体金属丝相配合的U型槽；
[0044](3)将客体金属丝嵌入对应的U型槽内；
[0045](4)收拢主体金属丝的U型槽槽口。
[0046]为保留一定的加工余度，所述主体金属丝的直径稍大于所述复合金属丝材的直径。
[0047]在本专利技术的一些实施例中，所述主体金属丝的直径为所述复合金属丝材直径的1.05～1.1倍。
[0048]在本专利技术中，也可以采用直径较大的主体金属丝拉拔至要求的直径范围后，再进行U型槽的加工处理。
[0049]在本专利技术中，客体金属丝的半径和数量可按以下公式确定：
[0050][0051]其中，
[0052]x
i
为第i种客体金属丝在复合金属丝材中的质量分数；
[0053]n
i
为第i种客体金属丝的数量；
[0054]R
i
为第i种客体金属丝的半径；
[0055]ρ
i
为第i种客体金属丝的密度；
[0056]R为复合金属丝材的半径；
[0057]ρ为主体金属丝的密度。
[0058]在本专利技术的一些实施例中，当要嵌入多种不同材质的客体金属丝时，若要嵌入的某客体金属丝直径超过所述主体金属丝的半径，则采用多根直径较小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合金属丝材的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：(1)提供一根主体金属丝，和至少一根客体金属丝；(2)在主体金属丝上纵向加工与客体金属丝相配合的U型槽；(3)将客体金属丝嵌入对应的U型槽内；(4)收拢主体金属丝的U型槽槽口。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述主体金属丝的直径为所述复合金属丝材直径的1.05～1.1倍；优选地，所述复合金属丝材的直径为1～4mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按以下公式确定客体金属丝的半径和数量：其中，x
i
为第i种客体金属丝在复合金属丝材中的质量分数；n
i
为第i种客体金属丝的数量；R
i
为第i种客体金属丝的半径；ρ
i
为第i种客体金属丝的密度；R为复合金属丝材的半径；ρ为主体金属丝的密度。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭光耀，李晋炜，邵华，穆成成，周子军，
申请(专利权)人：浙江智熔增材制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：