專利名稱：一種鋼∕不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅箔及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電和導(dǎo)熱的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅箔及制造方法。
背景技術(shù)：
金屬銅具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕性能，作為功能材料被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。然而，現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，對導(dǎo)電、導(dǎo)熱等功能材料的強(qiáng)度、磨損性能和抗沖擊性能提出了更高的要求；而純銅強(qiáng)度低、抗磨損性能差等特點(diǎn)，決定了它不能滿足人們的使用要求。銅基復(fù)合材料不僅具有很高的強(qiáng)度、耐磨性能、抗電弧侵蝕能力，而且具有與純銅相媲美的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性，在宇航、電子、電器盒微電子等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的銅基復(fù)合材料可分為連續(xù)纖維增強(qiáng)和非連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。其中，連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料在纖維增強(qiáng)方向表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能優(yōu)勢，但由于原材料和復(fù)合材料制造成本高和成型加工困難等原因，使這種材料的開發(fā)、研究和應(yīng)用受到很大的限制。因此，連續(xù)纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的研究重點(diǎn)在開發(fā)新的制造工藝和減低生產(chǎn)成本方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡及制造方法,解決銅材強(qiáng)度低、耐磨性差以及傳統(tǒng)銅基復(fù)合材料制備工藝復(fù)雜、成本高等問題。采用的技術(shù)方案是:
一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡 ，將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)，再通過一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得。上述的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，其厚度在4(Tl50Mffl范圍內(nèi)可調(diào)，鋼/不銹鋼纖維體積含量在30°/Γ80%，其余為銅材基體。鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡的制造方法，包括以下步驟:
(1)將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)狀，并根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)經(jīng)向和緯向增強(qiáng)體的強(qiáng)度和體積含量；
(2)對編制好的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行除油和酸洗活化處理；
(3)采用電鍍銅工藝，對步驟(2)中的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行鍍銅處理，獲得復(fù)合萡。上述的鋼/不銹鋼纖維的直徑在KTlOOMffl之間，依據(jù)最終性能要求，經(jīng)向和緯向可選用不同的牌號、直徑和編制方式。上述的電鍍銅工藝根據(jù)纖維的牌號不同，選用常規(guī)電鍍工藝即可。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.復(fù)合萡不僅具有純銅的高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，而且具有高強(qiáng)度、耐磨性、很好的抗沖擊性能和抗疲勞性能。2.復(fù)合萡采用廉價的鋼/不銹鋼纖維作為增強(qiáng)體，不需要高溫條件，僅通過常規(guī)編制和電鍍工藝達(dá)到復(fù)合目的，具有制備工藝簡單、易行的特點(diǎn)；而且與其他復(fù)合材料對比大幅降低了材料及制備工藝的成本。3.可以通過電鍍及后續(xù)熱處理，有效的調(diào)節(jié)纖維與銅基體之間的結(jié)合強(qiáng)度；通過編制獲得更寬范圍內(nèi)的強(qiáng)度與導(dǎo)電率的配合。4.復(fù)合萡具有很好的韌性，可以直接用于宇航、機(jī)械、電子等工業(yè)中；也可通過二次成型(如卷、疊等方式)后，采用熱壓、擴(kuò)散焊等方式加工成各種機(jī)械零部件拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
取IOOMffl直徑的鋼纖維作為徑向，以IOMffl直徑的鋼纖維作為固定作用的緯向，通過編制使鋼纖維體積含量達(dá) 到80%。對預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得150Mm厚的復(fù)合萡。該復(fù)合萡以IOOMffl直徑鋼纖維的徑向?yàn)樵鰪?qiáng)方向，達(dá)到單向增強(qiáng)目的。實(shí)施例二
以電鍍銅后復(fù)合萡厚50Mm計(jì)算，徑向和緯向均取38Mm直徑不銹鋼纖維，按照350目篩網(wǎng)工藝進(jìn)行編織，使不銹鋼纖維的含量達(dá)到30%。對預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得的復(fù)合萡。該復(fù)合萡能夠獲得經(jīng)緯雙向增強(qiáng)的復(fù)合萡。實(shí)施例三
徑向和緯向均取25ΜΠ1直徑不銹鋼纖維，編織成500目篩網(wǎng)狀。對預(yù)制編織網(wǎng)表面除油、活化后，再通過一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得40Mm厚的復(fù)合萡。該復(fù)合萡中不銹鋼纖維的體積含量達(dá)到50%，獲得經(jīng)緯雙向增強(qiáng)的復(fù)合萡。
權(quán)利要求
1.一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，其特征是將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)，再通過一次電鍍粗銅和二次電鍍光亮銅獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，其特征在于所述的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，其厚度在4(Γ 50μπι范圍內(nèi)可調(diào)，鋼/不銹鋼纖維體積含量在30% 80%，其余為銅材基體。
3.鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡的制造方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將鋼/不銹鋼纖維編織成二維篩網(wǎng)狀，并根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)經(jīng)向和緯向增強(qiáng)體的強(qiáng)度和體積含量； (2)對編制好的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行除油和酸洗活化處理； (3)采用電鍍銅工藝，對步驟(2)中的二維篩網(wǎng)狀預(yù)制體進(jìn)行鍍銅處理，獲得復(fù)合萡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼/不 銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡的制造方法，其特征在于所述的鋼/不銹鋼纖維的直徑在KTlOOMffl之間，依據(jù)最終性能要求，經(jīng)向和緯向可選用不同的牌號、直徑和編制方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡的制造方法，其特征在于所述的電鍍銅工藝根據(jù)纖維的牌號不同，選用常規(guī)電鍍工藝即可。
全文摘要
一種鋼/不銹鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合銅萡，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，由連續(xù)增強(qiáng)體鋼/不銹鋼纖維和銅基體組成，其中連續(xù)纖維的含量達(dá)到30%~80%，其余為純銅。制備步驟為根據(jù)設(shè)計(jì)復(fù)合箔纖維含量、增強(qiáng)方向，將鋼/不銹鋼纖維編織成二維網(wǎng)格狀；再通過除油、活化處理和多次電鍍銅工藝在預(yù)制體表面沉積銅基體，密實(shí)網(wǎng)孔，獲得復(fù)合箔。與現(xiàn)有銅材及其復(fù)合材料對比，本發(fā)明復(fù)合箔具有性能可調(diào)、綜合性能優(yōu)異，成本低廉，制備工藝簡單，可以二次成型為大件結(jié)構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C22C49/00GK103215529SQ20131013454
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者趙暉, 王小輝, 李玉海 申請人:沈陽理工大學(xué)