拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺，包括如下步骤：将绕线机上的铜线引入线材抛光机内，利用线材抛光机对铜线进行抛光，在石墨烯浸泡池内制备石墨烯水溶液，待浸泡结束后，将铜丝取出，并利用热风机将铜丝表面的石墨烯水溶液烘干，利用压力轮对辊压槽内的若干铜丝进行初步压紧，通过压力轮对铜丝的压紧，使若干铜丝实现初步固结状态，最后利用超声滚轮对初步固结的铜丝进行辊压，最终固结形成高性能铜基复合材料，可以对铜丝进行辊压，通过设置的压力轮对铜丝进行初步固结，通过设置的超声滚轮，可以对初步固结形成的铜基进行高频率的振动辊压，可快速获得导电率强的高性能铜基复合材料。得导电率强的高性能铜基复合材料。得导电率强的高性能铜基复合材料。

【技术实现步骤摘要】
拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺


[0001]本专利技术属于铜基材料
，具体为拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺。

技术介绍

[0002]铜基复合材料制备中，铜丝在有氧环境条件下使用时，会面临一个挑战在于铜基的表面会随时间而氧化，最终造成其腐蚀，在研究中发现石墨烯可以作为铜基表面的一种抗腐蚀涂层的候选材料，使用石墨烯可以保护铜丝免受深度的穿透性氧化，大大降低了铜的氧化速度，成为铜基复合材料制备工艺的首要工序，提高铜基复合材料优良的性能，可以增强铜基的使用性能。
[0003]专利CN202011217598.1公开了一种铜基复合材料及其制备方法，本专利技术的铜基复合材料包括铜基体和分散在铜基体中的第一陶瓷颗粒、第二陶瓷颗粒和陶瓷晶须，第一陶瓷颗粒、微米级的第二陶瓷颗粒和陶瓷晶须三种增强相相互耦合，利用第一陶瓷颗粒增强基体强度和硬度进而增强铜基体对第二陶瓷颗粒和陶瓷晶须的把持力，最终在保证材料导电率的同时增强铜基复合材料的强度和耐磨性；专利CN201210095598.8公开了一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，该复合材料由、碳纳米管和纯铜粉以及助剂作为原料，按高能球磨制备粉末、还原退火、压制成形、真空烧结、得到碳纳米管增强铜基复合材料的工艺流程，制得具有高强度、高硬度等性能的铜基复合材料，解决了碳纳米管在铜基复合材料中均匀分散的问题，因铜基在常态环境下易与空气发生氧化，影响铜基的功能性、使用性，为了提高铜基在使用时的优良性能，增强材料导电率，以及缩短在生产时工艺流出，鉴于此，我们提成拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺，以解决现有技术的上述问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式高性能铜基复合材料制备设备，包括如下步骤：
[0007]一、高性能铜基复合材料制备的准备阶段：
[0008]S1、先将绕线机上的铜线引入线材抛光机内，利用线材抛光机对铜线进行抛光，并将铜线截取处成若干等长度的铜丝；
[0009]S2、在石墨烯浸泡池内制备石墨烯水溶液，将截取后的若干铜丝放入石墨烯浸泡池内的漏槽内，并浸泡25分钟；
[0010]S3、待浸泡结束后，将漏槽从石墨烯浸泡池内取出，将表面带有石墨烯水溶液的铜丝取出，并绑扎在烘干箱内的隔板上，并利用热风机将铜丝表面的石墨烯水溶液烘干，将晾
干后将铜丝并排放置在高碳钢辊压模具的辊压槽内，利用固定机构将铜丝的两端张紧并固定；
[0011]二、高性能铜基复合材料制备的固结阶段：
[0012]S4、先盖合密封盖，在启动第一电机，使第一电机驱动第一连接轴转动，第一连接轴带动压力轮转动的同时，并带动两端的第一齿轮转动，使第一齿轮在直齿条上往返滚动，利用压力轮对辊压槽内的若干铜丝进行初步压紧，通过压力轮对铜丝的压紧，使若干铜丝实现初步固结状态；
[0013]S5、启动第二电机工作，使第二电机带动同侧的两个第二连接轴转动，利用两个第二连接轴的转动带动第二齿轮在每侧的直齿条往返滚动，并利用第二连接轴驱动超声滚轮及其内部的震动子同时转动，使震动子转动产生高频率的震动，并将高频率的震动传导至超声滚轮外壁，最后利用超声滚轮对初步固结的铜丝进行辊压，最终固结形成高性能铜基复合材料；
[0014]S6、在超声滚轮工作的同时，使用惰性气罐内的惰性气体对铜丝辊压区域进行保护，通过通气管向辊压槽喷射惰性气体，防止铜基发生氧化。
[0015]在本专利技术的技术方案中，所述铜基材料复合设备机体包括支撑台和密封盖，所述支撑台顶部中心处开设有凹腔，所述凹腔顶端设有高碳钢辊压模具，所述高碳钢辊压模具上设有用于放置铜丝用的辊压槽，所述高碳钢辊压模具前后两端设有用于铜丝端部固定用于的固定机构，所述支撑台的左右端设有用于固结铜丝用的固结机构，所述固结机构包括设置在所述辊压槽上端的压力轮和超声滚轮，所述密封盖顶部设有惰性气罐，所述惰性气罐后端设有通气管，所述通气管末端穿过所述密封盖顶部并伸向所述辊压槽的后侧，所述凹腔内部设有用于调节所述高碳钢辊压模具高度的升降机构，所述升降机构包括转动连接在所述凹腔前后壁上的丝杆、套接在所述高碳钢辊压模具底部的短轴和固定在所述丝杆首端的调节盘。
[0016]在本专利技术的技术方案中，所述高碳钢辊压模具的底部还设有两个与所述短轴尺寸相匹配的导孔，位于每个所述导孔前侧的所述高碳钢辊压模具底部固定有弧形件。
[0017]在本专利技术的技术方案中，所述固定机构包括固定在所述支撑台顶部的底板，所述底板顶部中间处开设有开口槽，所述底板上端设有顶板，所述底板上一体成型有卡块，所述卡块与所述开口槽卡接配合，所述顶板外侧设有两个拧紧件，每个所述拧紧件的末端均穿过所述顶板且与所述底板外壁螺纹连接。
[0018]在本专利技术的技术方案中，所述固结机构包括固定在所述支撑台左右两侧的安装盒及设置在每个所述安装盒内部的直齿条，所述安装盒左右壁的上端均开设有滑槽。
[0019]在本专利技术的技术方案中，所述压力轮上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴左右两端杆体套设有第一齿轮，位于所述第一连接轴右端同轴连接有第一电机，每侧的所述第一齿轮与其同侧的所述直齿条相啮合。
[0020]在本专利技术的技术方案中，所述超声滚轮内部设有震动子及转动连接在所述震动子上的转动轴，所述转动轴的左右两端转动连接有两个呈对称设置的第二连接轴，所述第二连接轴的首端设有法兰盘，所述超声滚轮的左右外端分别通过螺栓与两个所述法兰盘固定连接，所述第二连接轴的末端套设有第二齿轮，每个所述第二齿轮分别与同侧的所述直齿条相啮合，位于所述超声滚轮右侧的所述第二连接轴端部同轴固定有第二电机。
[0021]在本专利技术的技术方案中，所述惰性气罐上设有若干安装座，所述惰性气罐通过若干所述安装座固定在所述密封盖顶部。
[0022]在本专利技术的技术方案中，所述丝杆杆体上键连接并固定有两个第一锥形齿轮，两个所述短轴底部键连接并固定有与每个第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，每个所述第二锥形齿轮的顶面上均设有与所述弧形件相配合的凸圆件，所述凸圆件与所述弧形件抵接转动。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0024]1、本专利技术中，通过设置的固结机构，可以对铜丝进行辊压，通过设置的压力轮对铜丝进行初步固结，通过设置的超声滚轮，可以对初步固结形成的铜基进行高频率的振动辊压，可快速获得导电率强的高性能铜基复合材料。
[0025]2、本专利技术中，通过设置的升降机构，保证在使用时，可以根据铜丝不同直径，调节高碳钢辊压模具的高度，进而调节压力轮与超声滚轮对铜丝的辊压程度，强铜基复合材料的强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：一、高性能铜基复合材料制备的准备阶段：S1、先将绕线机上的铜线(5)引入线材抛光机内，利用线材抛光机对铜线(5)进行抛光，并将铜线(5)截取处成若干等长度；S2、在石墨烯浸泡池(6)内制备石墨烯水溶液，将截取后的若干铜丝(50)放入石墨烯浸泡池(6)内的漏槽(60)内，并浸泡25分钟；S3、待浸泡结束后，将漏槽(60)从石墨烯浸泡池(6)内取出，将表面带有石墨烯水溶液的铜丝(50)取出，并绑扎在烘干箱(7)内的隔板上，并利用热风机(8)将铜丝(50)表面的石墨烯水溶液烘干，将晾干后将铜丝(50)并排放置在高碳钢辊压模具(12)的辊压槽(121)内，利用固定机构(13)将铜丝(50)的两端张紧并固定；二、高性能铜基复合材料制备的固结阶段：S4、先盖合密封盖(11)，在启动第一电机(221)，使第一电机(221)驱动第一连接轴(220)转动，第一连接轴(220)带动压力轮(22)转动的同时，并带动两端的第一齿轮(222)转动，使第一齿轮(222)在直齿条(21)上往返滚动，利用压力轮(22)对辊压槽(121)内的若干铜丝(50)进行初步压紧，通过压力轮(22)对铜丝(50)的压紧，使若干铜丝(50)实现初步固结状态；S5、启动第二电机(243)工作，使第二电机(243)带动同侧的两个第二连接轴(24)转动，利用两个第二连接轴(24)的转动带动第二齿轮(242)在每侧的直齿条(21)往返滚动，并利用第二连接轴(24)驱动超声滚轮(23)及其内部的震动子(230)同时转动，使震动子(230)转动产生高频率的震动，并将高频率的震动传导至超声滚轮(23)外壁，最后利用超声滚轮(23)对初步固结的铜丝(50)进行辊压，最终固结形成高性能铜基复合材料；S6、在超声滚轮(23)工作的同时，使用惰性气罐(3)内的惰性气体对铜丝(50)辊压区域进行保护，通过通气管(31)向辊压槽(121)喷射惰性气体，防止铜基发生氧化。2.如权利要求1所述的拉拔、辊压、超声摩擦固结复合式铜基复合材料制备工艺，其特征在于，所述铜基材料复合设备机体(1)包括支撑台(10)和密封盖(11)，所述支撑台(10)顶部中心处开设有凹腔(101)，所述凹腔(101)顶端设有高碳钢辊压模具(12)，所述高碳钢辊压模具(12)上设有用于放置铜丝(50)用的辊压槽(121)，所述高碳钢辊压模具(12)前后两端设有用于铜丝(50)端部固定用于的固定机构(13)，所述支撑台(10)的左右端设有用于固结铜丝(50)用的固结机构(2)，所述固结机构(2)包括设置在所述辊压槽(121)上端的压力轮(22)和超声滚轮(23)，所述密封盖(11)顶部设有惰性气罐(3)，所述惰性气罐(3)后端设有通气管(31)，所述通气管(31)末端穿过所述密封盖(11)顶部并伸向所述辊压槽(121)的后侧，所述凹腔(101)内部设有用于调节所述高碳钢辊压模具(12)高度的升降机构(4)，所述升降机构(4)包括转动连接在所述凹腔(101)前后壁上的丝杆(40)、套接在所述高碳钢辊压模具(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪涛，孙磊，张鸿昌，张国栋，于子京，
申请(专利权)人：烟台产研鑫合新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：