专利名称：金属纤维股线的制备方法
技术领域：
本发明属于金属加工领域，尤其涉及一种高品质的单股或多股的金属纤维股线的制备方法。
背景技术：
金属纤维的生产技术在现有技术中已众所周知，可以利用例如US3379000所描述的集束拉拔法获得金属纤维。金属纤维也可以例如通过拉拔直到最终直径也称为最终拉拔来获得。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500°C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IOO(TC)上的特性，可广泛应用于柔性低压电加热、表面燃烧器等技术领域。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。但所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。此外，现有的加工方法很难加工出股线间松紧度较紧的金属纤维股线，这使得金属纤维股线的应用受到了一定的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产效率高、工艺过程简单、稳定、容易操作且产品综合性能优良的制备单股金属纤维股线和多股金属纤维股线的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种单股金属纤维股线的制备方法，包括以下步骤:(I)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，得到某一线径的中间复合线材(设中间复合线材的线径为Dtl)；(3)加捻:采用常规加捻设备对上述中间复合线材进行加捻；(4)定型拉拔:用聚晶模具对已加捻的中间复合线材进行多次拉拔，得到所要求线径的成品复合线材(设成品复合线材的线径为D1);每次拉拔的线材的横截面积变形量为1% 10% ；
(5)电化学分离:采用电化学分离方法对所述成品复合线材进行分离，从而制得单股金属纤维股线。在采用线束拉拔法对初始复合线材进行拉拔减径的过程中，当金属复合线材直接减径至成品复合线径D1 (即成品复合线材的直径)时，成品复合线材基体材料中所包覆的金属纤维直径便能满足成品金属纤维股线所要求的直径，电化学分离后便能获得股线间松紧度较松的金属纤维股线。但为了获得性能更为稳定、应用更为广泛的股线间松紧度较紧的单股金属纤维股线，上述方法在成品复合线径D1之前选择一个中间复合线径Dtl (即中间复合线材的直径)，将所述的初始复合线材拉拔至Dci得到中间复合线材，并对其进行加捻后；再通过聚晶模具对已加捻的中间复合线材进行多次拉拔得到成品复合线材；电化学分离步骤后，便能够得到松紧度较紧的单股金属纤维股线。发明人通过先对线径为Dtl的中间复合线材进行加捻，随后的定型拉拔不仅能起到消除加捻时所产生的应力的作用，而且这种小变形的拉拔，即每次拉拔的线材的横截面积变形量为1% 10% ;也起到了很好的定型作用；通过以上工艺及参数的调整和控制，可简单、高效的实现股线间较紧的松紧度，且不易出现松股、断股、交叉、折叠和破损等缺陷金属纤维股线。如果根据现有的方法直接对成品复合线材进行加捻，则还需要采取一定的措施消除其加捻产生的应力，这不仅效果欠佳，而且成本上也不够经济。因此在上述情形下，控制好中间复合线径Dtl到成品复合线SD1间的变形量就显得比较重要。如果我们用△ ε表示为复合线径从Dc^IjD1时上述复合线材横截面积的变形量，则Δ ε的数值可以控制在5% 30%之间，其计算式为:
权利要求
1.一种单股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，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，得到中间复合线材； (3)加捻:对上述中间复合线材进行加捻； (4)定型拉拔:采用聚晶模具对已加捻的中间复合线材进行多次拉拔直到得到所要求线径的成品复合线材，每次拉拔的线材的横截面积变形量为1% 10% ； (5)电化学分离:采用电化学分离方法对所述成品复合线材进行分离，从而制得单股金属纤维股线。
2.根据权利要求1所述的单股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所述中间复合线材到成品复合线材的横截面积变形量为5% 30%。
3.根据权利要求2所述的单股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所述定型拉拔过程中使用的模具数量为3 10个。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的单股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所述加捻步骤中捻数范围控制在10 200捻。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的单股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所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0.5 2.5mol/L,电解电压采用0.2 4V的恒压控制，分离的速度控制在0.8 2.5m/min。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的单股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所述基体材料是铜、铁、铜合金或铁合金。
7.一种多股金属纤维股线的制备方法，包括以下步骤: (O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，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)初捻:对上述成品复合线材进行初次加捻； (4)复捻:对上述完成初捻的成品复合线材进行反方向的合股加捻； (5)电化学分离:采用电化学分离方法对所述成品复合线材进行分离，从而制得多股金属纤维股线； 所述初捻的捻数t与复捻的捻数h满足以下关系:Vt1= (105 115)%。
8.根据权利要求7所述的多股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所述初捻、复捻的捻数范围均应控制在10 200捻。
9.根据权利要求7或8所述的多股金属纤维股线的制备方法，其特征在于所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0.5 2.5mol/L,电解电压采用0.2 4V的恒压控制，分离的速度控制在0.8 2.5m/min0
全文摘要
本发明公开了金属纤维股线的制备方法，单股金属纤维股线的制备包括初始复合线材制备、减径拉拔至中间复合线材、对中间复合线材进行加捻、定型拉拔至成品复合线材、电化学分离等步骤。本发明还公开了一种多股金属纤维股线的制备方法，包括初始复合线材制备、减径拉拔至成品复合线材、对成品复合线材进行初捻、对完成初捻的成品复合线材进行反方向的复捻、电化学分离等步骤。本发明的工艺过程简单、生产效率高，制得的金属纤维股线不仅股线间的松紧度较紧，而且能够避免经常存在的松股、断股、折叠、交叉和破损等缺陷。
文档编号D02G3/12GK103225153SQ201310116289
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者吴晓春, 魏少锋, 黄俊杰 申请人:湖南惠同新材料股份有限公司