本发明涉及一种金属纤维布及其制备方法和应用。
背景技术：
：曲面玻璃表示玻璃的表面不是一个平面，而是具有一定的弧度。以手机的显示屏为例，最原始的显示屏就是一块平板玻璃，然后发展成2.5d玻璃，即屏幕的边沿有一定的弧度，其他地方是平面的。3d玻璃与2.5d玻璃不同，其表面是一弧面(曲面)。曲面玻璃具有轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、坚硬耐擦伤、耐候性佳优点，不仅可以提升产品外观新颖性，同时具有出色的触控手感，非常适合3c产品的设计要求，目前在数码产品(手机，电脑，穿戴设备等)领域正逐步取代原来的2d玻璃(平面玻璃)。可以预见3d玻璃将会出现爆发式的增长。目前3d玻璃的加工工艺：选择符合要求的石墨(高温热压成型模具目前石墨材质最合适)，通过cnc(数控机床)加工雕刻成型抛光制成模具，然后将玻璃放入模具中，高温热压成型，然后打磨抛光。由于石墨材质本身具有多孔易掉粉特性，加上模具加工过程中的刀痕等，使得成型后玻璃表面碳粉渗透，凹凸不平，压印等，因而下道打磨抛光工序达标率低，导致产品良品率低，只有60％左右。同时由于石墨的高温易氧化性，尺寸加工精度等，模具加工成品率不高，寿命变短等，无疑又增加了成本。技术实现要素：本发明解决的技术问题是，提高曲面玻璃成型加工的良品率，降低曲面玻璃的生产成本。本发明的技术方案是，提供一种金属纤维布，所述金属纤维布的面密度为150～1500克/平方米，金属纤维的直径为2～50微米。本发明意外地发现，在上述玻璃的成型过程中，在玻璃与模具之间布置金属纤维布，可以大大地提高玻璃的良品率。本发明的金属纤维布具有一定的柔性，具备金属高导热性且耐高温。用于隔离玻璃与磨具，可以传热，传递压力；由于金属纤维的直径很细且柔软，编织较密，所以在成型时，金属纤维布会紧贴石墨模具并保持其相同弧度，不会使玻璃表面出现凹凸不平的形状。优选地，所述金属纤维布的面密度为200～1000克/平方米，金属纤维的直径为5～40微米。优选地，所述金属纤维布的面密度为250～800克/平方米，金属纤维的直径为8～25微米。优选地，其特征在于，金属纤维的强力≥4cn。优选地，所述金属纤维的材质为不锈钢、铁铬铝合金、金属镍或镍合金。本发明进一步提供一种金属纤维布的制备方法，先将金属纤维复合线编织成金属网，再除去金属纤维复合线中的隔离材料和包覆材料，得到金属纤维布。优选地，所述隔离材料和包覆材料均为铜。实际情况中，将直径为微米级的金属纤维纺织成纤维布，难度极大。本发明是将金属纤维复合线先纺织成金属布，再去除其隔离材料和包覆材料，即可得到本发明所述的金属纤维布。金属纤维布的厚度一般在1mm左右，比如可以为0.5-2mm；优选为0.6-1.2mm。金属纤维复合线(简称复合线)中去除其隔离材料和包覆材料属于完全不同的一个
技术领域：
，当然这一技术已属于现有技术，可以参考中国发明专利(201410374513.9-一种复合线分离工艺及其设备)。一根金属纤维复合线包含多根(成百上千根)金属纤维，单根金属纤维的直径在微米级)，金属纤维之间存在隔离材料，最外层有包覆材料，最常用的隔离材料和包覆材料就是铜。制备这种金属纤维复合线的方法有多种，最常见的就是集束拉拔法。集束拉拔就是先将金属丝材、隔离材料、包覆材料集束后，经过多次减径拉拔和退火后制造得到金属纤维复合线。金属纤维复合线中的隔离材料、包覆材料(即铜)需要去除，现有工艺中采用化学腐蚀或电化学腐蚀的方法去除其中的铜。在实际应用中，金属纤维以不锈钢和铁铬铝应用最为普遍。本发明进一步提供上述金属纤维布在曲面玻璃成型工艺中的应用。本发明进一步一种曲面玻璃的成型工艺，将玻璃置于成型模具的腔内，使玻璃成型，成型时，在玻璃的一面或两面设有金属纤维布。优选地，所述成型模具为石墨模具。将平面玻璃置于模具中，在平面玻璃的(一个或两个)表面布置金属纤维布，这样磨具与平面玻璃之间就设有金属纤维布，使玻璃与模具隔离。平面玻璃受热软化，然后热压成型，此时玻璃的温度一般为700-800℃。石墨模具存在多孔和掉粉的特性，易污染模腔环境，造成玻璃成型部位易形成多且大的凹凸点，cnc刀痕的压印，后道抛光时间长或无法去除，产品良率低，成本高。高温热成型对所用模具材质高温抗氧化性、表面光洁度、加工尺寸精度要求都十分高，所以模具成本高，使用寿命短，且加工产品良率低。而使用本发明的金属纤维布后，基本都解决了上述问题。由于使用金属布隔离后，模具本身对玻璃的影响变小，因此模具的使用寿命得到延长，同时模具本身的加工制作要求降低，部分原来“不合格”的磨具，现在也可以使用，对模具的加工抛光过程可简化，加工成本降低，模具加工的成品率也得以提升，使用寿命得到了延长。另一方面，由于本发明的金属纤维布，耐高温，具有高导热性，成型过程的能耗未见明显增加，由于本发明的金属纤维布具有较好的抗氧化特性，金属布可反复循环使用，因此使用金属纤维布不会明显增加玻璃成型工艺中的成本。本发明的有益效果是，本发明大幅地提高了曲面玻璃的成型良品率，将良品率从60％提高到90％以上；本发明对模具的精度要求较低，经测算，加工模具的成品率提高约14％；本发明可延长模具的使用时间，模具使用寿命可延长了50％以上。总之，使用发明后，模具的成本大幅降低，曲面玻璃的打磨抛光更加容易，产品良品率大幅提高，成本明显降低。附图说明图1表示本发明得到的一种金属纤维布外观照片。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。3d玻璃热压成型设备为深圳某厂生产的hbm-3101a。抛光设备为湖南某厂生产的yc3d1200。选择两面或者一面加金属纤维布隔离，根据产品的性质要求决定。表面光洁度为老标准(gb/t1031-68)的说法，分为14级。现在用表面粗糙度替代原来表面光洁度的说法。现共制定了三个新的国家标准代替原表面光洁度的国标gb/t1031-68。三个标准分别为gb/t3503-83，gb/t1031-83，gb/t131-83。实际上我们现在习惯表面光洁度的说法，测试方法采用新的标准测量粗糙度，然后换算为光洁度。光洁度与粗糙度关系见下表：光洁度1413121110987654321粗糙度ra(μm)0.0120.0250.0500.10.20.40.81.63.26.312.525501003d玻璃表面光洁度≥10即为合格，反之不合格。石墨模具表面光洁度≥6即为合格，反之不合格。实施例1-6中所用石墨模具为按标准生产的合格品(表面光洁度7)。实施例1选用材质为316l的不锈钢丝，运用集束拉拔工艺得到不锈钢纤维直径50微米的不锈钢纤维复合线。将上述不锈钢纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为850克/平方米的金属纤维布。金属纤维强力为80cn。金属纤维布自然状态厚度1mm将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。平行10组试验，10组两面光洁度最低10，最高为12，均合格。方法同上，平行10组试验，只在玻璃一面放金属纤维布隔离。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度均≥10，合格；另一面光洁度6组≥10，合格，还有4组<10，不合格。实施例2选用材质为316l的不锈钢丝，运用集束拉拔工艺得到不锈钢纤维直径22微米的不锈钢纤维复合线。将上述不锈钢纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为600克/平方米的金属纤维布。纤维强力38cn。金属纤维布自然状态厚度0.8mm将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。平行10组试验，10组两面光洁度最低11，最高为13，均合格。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，平行10组试验。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度≥11，均合格。未放金属纤维布的玻璃的一面6组≥10，合格，还有4组<10，不合格。实施例3选用材质为316l的不锈钢丝，运用集束拉拔工艺得到不锈钢纤维直径15微米的不锈钢纤维复合线。将上述不锈钢纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为500克/平方米的金属纤维布。纤维强力21cn。金属纤维布自然状态厚度0.7mm将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。平行10组试验，10组两面光洁度最低12，最高为13，均合格。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，平行10组试验。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度≥12，均合格。未放金属纤维布的玻璃的一面5组≥10，合格，还有5组<10，不合格。实施例4选用材质为316l的不锈钢丝，运用集束拉拔工艺得到不锈钢纤维直径8微米的不锈钢纤维复合线。将上述不锈钢纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为400克/平方米的金属纤维布。纤维强力10cn。金属纤维布自然状态厚度0.6mm。将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。平行10组试验，10组两面光洁度最低10，最高为12，均合格。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，平行10组试验。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度≥10，均合格。未放金属纤维布的玻璃的一面5组≥10，合格，还有5组<10，不合格。实施例5选用材质为00cr20al6的铁铬铝丝，运用集束拉拔工艺得到铁铬铝纤维直径17微米的铁铬铝纤维复合线。将上述铁铬铝纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为550克/平方米的金属纤维布。纤维强力25cn。金属纤维布自然状态厚度0.8mm将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。10组两面光洁度最低11，最高为12，均合格。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，平行10组试验。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度均≥11，均合格。未放金属纤维布的玻璃的一面7组≥10，合格，还有3组<10，不合格。实施例6选用金属镍材质的镍丝，运用集束拉拔工艺得到镍纤维直径22微米的镍纤维复合线。将上述镍纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为400克/平方米的金属纤维布。纤维强力22cn。金属纤维布自然状态厚度0.8mm。将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，然后按照原工艺打磨抛光。10组两面光洁度最低11，最高为13，均合格。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，平行10组试验。结果是放置金属纤维布的玻璃一面光洁度均≥11，均合格。未放金属纤维布的玻璃的一面5组≥10，合格，还有5组<10，不合格。不同石墨模具对比例选用材质为316l的不锈钢丝，运用集束拉拔工艺得到不锈钢纤维直径15微米的不锈钢纤维复合线。将上述不锈钢纤维复合线编织成金属网，然后去除隔离材料和包覆材料，得到面密度为500克/平方米的金属纤维布。纤维强力21cn。金属纤维布自然状态厚度0.8mm。将上述金属纤维布剪成与平板玻璃相同大小的长方块，在平板玻璃的两面均用此布隔离再放入石墨模具热压成型，选用的石墨模具光洁度5，按原标准判定为不合格品。不合格原因主要为表面光洁度不达标。然后按照原工艺打磨抛光。最后成品两面光洁度均为12，也较容易的就能合格，达到优良品标准。同上只在玻璃一面放金属纤维布隔离，结果是玻璃的一面光洁度为12，结果优良；另一面按原条件打磨抛光，光洁度5，无法满足要求。重复上述试验10次，九次结果均与上述试验相符。新旧工艺良品率对比例湖南某3d玻璃加工厂，3d玻璃热压成型设备为深圳某厂生产型号为hbm-3101a的设备。抛光设备为湖南某厂生产的yc3d1200的设备。采用传统工艺(玻璃与模具之间无金属布)生产双面抛光3d玻璃。2017年4月3日共投入10000件，产出合格品5982件，合格率(即良品率)59.82％。按照新工艺(设备同上，用实施例3中标准的金属纤维布，两面均夹纤维布隔离的方式)生产。2017年4月4日，共剪200块纤维布，每次处理100块玻璃，全天共处理10000块玻璃，统计结果9178件合格，良品率91.78％。新工艺金属纤维布的消耗统计对比例2017年4月4日在湖南某厂的新工艺实验，纤维布在使用100次以后(约24小时)，表面颜色稍暗，4月5日继续新工艺实验，纤维布亦能正常使用，产品良率均保持在90％以上。新旧工艺能耗统计对比例2017年4月3日，4日在湖南某厂新旧工艺对比实验中，均处理10000件玻璃，能耗统计结果为，旧工艺耗电15786度，新工艺耗电量15852度，耗电量无明显增加。当前第1页12