【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属加工，具体是一种杀菌铜合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着现代科技的高速发展和人民生活对居住环境水平的提高，越来越多的人开始追求一个健康舒适的室内环境。空气交换器作为现代家居热潮之一，如新风系统和智能空调，可以有效地实现室内外空气的交换与流通。通过引入新鲜空气，将室外的清新空气送入室内，同时排出室内的污浊空气，不仅能够改善室内空气质量，还可以有效去除甲醛、pm2.5等有害物质，减少细菌、病毒传播的风险。而空气滤芯作为空气交换器的核心部件，其抗菌、杀菌能力的大小直接影响到人民的生活环境的健康度。因此，具有优异杀菌能力的空气滤芯对空气交换器而言是至关重要。
2、现有的抗菌抑菌材料主要分为三大类：无机抗菌剂、有机抗菌剂及天然抗菌剂。1)天然抗菌剂：主要是指壳聚糖、甲壳质、日柏醇、艾蒿、芦荟等本身具有抗菌活性的物质为主成分，来自于天然提取物，经过改性得到的抗菌剂。主要品种有海藻纤维、壳聚糖、山梨果等；这种抗菌剂抗菌效率高，安全无毒，但使用寿命短。2)有机抗菌剂：主要是以季铵盐类、双胍类、醇类、含氯类盐酸、(异)噻唑类、有机卤化物、有机金属化合物、酚类、吡啶类、咪唑类卤代烷基类、碘化物等等为主成分的抗菌剂。主要品种有：铵盐，酚醚类，苯酚类，双胍类，异噻唑类，吡咯类，有机金属类，咪唑类，吡啶类，噻唑类等；这种抗菌剂杀菌速度快，杀菌能力强，部分抗菌剂无毒，加工方便，颜色稳定好，但分解产物有毒。3)无机抗菌剂：主要以金属型抗菌剂为主，这种抗菌剂以银铜锌等金属或其离子，采用物理吸附离子交换方法，附载于多孔
3、活性炭作为传统的空气滤芯材料，专利号为cn103463868b公开了一种活性炭空气滤芯及其制备方法，但活性炭的孔隙率有限，容易吸附饱和。分子筛具有高空隙量和强稳定性，目前已被作为空气滤芯材料广泛应用。另外，专利号为cn110465136a公开的一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法、cn106902574b公开的一种基于玻璃纤维和氧化铝纤维骨架的空气净化滤芯及其制备方法和应用、cn108786295a公开的一种室内空气净化滤芯的制备方法等。这些材料主要通过物理吸附起到一定程度的净化作用，但仍无法实现杀菌效果。而近些年市场上出现了一种由聚酯纤维支撑层、胶粘剂层和熔喷pp滤纸组成的空气滤芯材料，如专利号为cn116024691a公开的一种耐候改性pp材料、其制备方法及其在空气滤芯的应用，其提到了作为空气滤芯的主要材料，制造pp滤纸的聚丙烯材料耐候性能低，抗菌抑菌效果差，易老化而导致寿命大幅度降低。金属铜作为历史悠久的金属抗菌剂，具有广谱抗菌活性，对多种微生物如细菌、真菌和病毒具有杀灭和抑制作用。当铜与微生物接触时，铜离子会释放出来，进入微生物细胞，干扰其代谢和生物化学反应，导致微生物死亡。专利号为cn103611366b的申请文件公开了一种抑菌铜纤维空气过滤材料及其制备方法，通过熔铸得到铜银铸锭(按重量百分比计，含有铜99.99-99.97％，银0.01-0.03％)，再通过机床直接切削得到获得直径为22-60um、长度为2-10mm的金属短纤维，最后利用无纺铺散和高温烧结得到铜线维毡，存在生产效率低、成本高、无法实现大批量生产、质量差且性能不稳定的问题。因此，针对上述空气滤芯材料面临的现状，亟需开发出一种空气交换器用杀菌铜合金关键材料。
技术实现思路
1、为了解决上述背景中的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种杀菌铜合金材料的制备方法，本专利技术所提供的制备方法工艺简单可控，所制得的产品质量稳定性和一致性好。
2、本专利技术的第二个目的在于提供上述制备方法所制备的杀菌铜合金材料。本专利技术所提供的杀菌铜合金材料具有高效抗菌抑菌和良好韧性。
3、本专利技术的第三个目的在于提供上述制备方法所制备的杀菌铜合金材料的应用，将所述杀菌铜合金材料用于制备空气滤芯。可以解决现有空气滤芯选用传统活性炭吸附、熔喷pp滤纸无法解决抑菌杀菌的问题。
4、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
5、本专利技术一种杀菌铜合金材料的制备方法，将镍粉、锡粉、铁粉、铜粉混合获得混合粉，将混合粉预压获得坯料，然后热压烧结获得合金棒材，将合金棒材依次进行挤压、旋锻、电脉冲退火处理、深冷电脉冲拉拔处理、时效处理，即得杀菌铜合金材料，所述杀菌铜合金材料中，按质量百分比计，镍5～18wt％、锡4～10wt％、铁0～5wt％，其余为铜。
6、本专利技术所提供的杀菌铜合金材料为cunisnfe合金材料，cunisnfe合金材料的铜会释放cu2+离子，释放的cu2+离子可以有效的杀菌，不过要使cunisnfe合金材料具有优异的力学性能以及抗菌性能，需要将各合金成份控制在本专利技术范围内，若ni、sn和fe元素含量过高，会导致合金的加工硬化现象严重，机械加工难度大幅增加；若ni、sn和fe元素含量过低，会导致合金的力学性能较差，且无法合理的调控铜离子释放速度，导致抗菌抑菌能力大幅下降。
7、本专利技术的制备方法，先通过将粉末原料充分混合后冷压成型，随后在真空状态下将其加热到固液两相区，并进行热压烧结，能够有效的解决材料偏析的问题。可以使材料获得更为细小的组织以及优异的力学性能，然后采用挤压和旋锻将棒材进行加工成线材，利用热挤压加工使坯料进一步致密化和消除缺陷，同时使晶粒破碎改善组织和提高加工性能；利用旋锻高频次旋转局部锻打成形的特点使合金线材横断面形成一定程度的压应力，有利于提高后续拉拔加工成形性能；然后通过电脉冲退火，消除材料加工硬化，促进动态回复再结晶过程，细化晶粒，进一步提高组织均匀性和后续加工性能。深冷电脉冲拉拔有效地解决了有色金属在拉拔过程中由于加工硬化程度高，位错增值堆积速度快而导致材料变形抗力显著增加的现状，显著增加材料的韧性，拉拔完成后通过时效处理，基体析出大量的弥散分布的第二相粒子，从而获得具有高效抗菌抑菌和良好韧性的铜合金丝材。
8、优选的方案，所述镍粉、锡粉、铁粉、铜粉的纯度均≥99.99％。
9、在本专利技术中，镍粉为电解镍粉、铜粉为电解铜粉。
10、优选的方案，将铜粉置于三维振动机中，加入真空泵油进行第一次研磨，然后加入镍粉、锡粉、铁粉、氧化锆球第二次研磨，获得混合粉。
11、专利技术人发现，加入适量的真空泵油对铜粉进行研磨，再与镍粉、锡粉、铁粉、氧化锆球一起进行第二次研磨，所得混合粉最为均匀，热压烧结后的所得合金棒材偏析少。
12、进一步的优选，所述真空泵油的加入量为铜粉质量的0.05～0.2wt％。
13、进一步的优选，所述第一次研磨时的振动频率为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：将镍粉、锡粉、铁粉、铜粉混合获得混合粉，将混合粉预压获得坯料，然后热压烧结获得合金棒材，将合金棒材依次进行挤压、旋锻、电脉冲退火处理、深冷电脉冲拉拔处理、时效处理，即得杀菌铜合金材料，所述杀菌铜合金材料中，按质量百分比计，镍10～18wt％、锡4～10wt％，铁3～10wt％，其余为铜。
2.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：将铜粉置于三维振动机中，加入真空泵油进行第一次研磨，然后加入镍粉、锡粉、铁粉、氧化锆球第二次研磨，获得混合粉；
3.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其
9.权利要求1-8任意一项所述的制备方法所制备的杀菌铜合金材料。
10.权利要求1-8任意一项所述的制备方法所制备的杀菌铜合金材料的应用，将杀菌铜合金材料用于制备空气交换器的滤芯。
...【技术特征摘要】
1.一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：将镍粉、锡粉、铁粉、铜粉混合获得混合粉，将混合粉预压获得坯料，然后热压烧结获得合金棒材，将合金棒材依次进行挤压、旋锻、电脉冲退火处理、深冷电脉冲拉拔处理、时效处理，即得杀菌铜合金材料，所述杀菌铜合金材料中，按质量百分比计，镍10～18wt％、锡4～10wt％，铁3～10wt％，其余为铜。
2.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：将铜粉置于三维振动机中，加入真空泵油进行第一次研磨，然后加入镍粉、锡粉、铁粉、氧化锆球第二次研磨，获得混合粉；
3.根据权利要求1所述的一种杀菌铜合金材料的制备方法，其特征在于：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜雁斌，李周，谭騛，肖柱，王阳刚，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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