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    重庆时时彩平台tt: 一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410175392.5

    申请日:

    2014.04.28

    公开号:

    CN103952658A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):C23C 8/10申请日:20140428授权公告日:20160413终止日期:20170428|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C23C 8/10申请日:20140428|||公开
    IPC分类号: C23C8/10; C23G1/24 主分类号: C23C8/10
    申请人: 辽宁科技大学
    发明人: 李娜; 王宁; 贾维平; 王东; 彭兴东; 侯忠霖; 常健
    地址: 114044 辽宁省鞍山市高新区千山路185号
    优先权:
    专利代理机构: 鞍山嘉讯科技专利事务所 21224 代理人: 张群
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410175392.5

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.05.18|||2016.04.13|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,通过在钢基体表面自发产生富铜的包覆层,解决以往外加包覆涂层与基体界面的结合问题。方法包括以下步骤:含铜钢的表面腐蚀;去除腐蚀产物;铜钢复合材料的表面处理。本发明不使用外在添加包覆层的方式,就可以获得具有富铜外层的铜钢复合材料;所制备的铜钢复合材料由于为基体自生包覆层,因此没有复合界面间的结合问题,通常不会发生包覆层剥离;所制备的铜钢复合材料即保留了钢强度高、韧性好等优良性能,又保留了铜的耐腐蚀、导电等特性,同时使外表美观。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,其特征是该方法包括以下步骤:
    a.含铜钢的表面腐蚀
    将铜含量≥0.3%的含铜钢在干湿交替条件下加速腐蚀,腐蚀时间为240-480小时;
    b.去除腐蚀产物
    含铜钢经过腐蚀过程后,表面会产生一层腐蚀产物,腐蚀产物成分包括Fe(OH)2,Fe3O4,α-Fe2O3,γ-Fe2O3,FeO,α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,δ-FeOOH及其混合物,去除腐蚀产物使铜富集层显露出来,获得外层为富铜层,内为钢基体的自生铜钢复合材料;
    干.铜钢复合材料的表面处理
    在获得富铜层后,对富铜层表面进行表面处理,包括调整富铜层表面光洁度和平整度,调整的方法包括研磨、抛光;还包括以铜包覆层为基,在其表面通过电镀或化学镀的方法涂镀其他涂层。

    2.  根据权利要求1所述的一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,其特征是步骤b所述的去除腐蚀产物的方法是采用除锈剂去除。

    3.  根据权利要求2所述的一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,其特征是所述除锈剂为磷酸二氢钠质量百分比5%-10%、柠檬酸质量百分比3%-5%、去离子水质量百分比87%-90%,浸泡时间为20-24小时。

    4.  根据权利要求3所述的一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,其特征是所述的除锈剂中添加质量百分比0.15%-0.25%的烷基酚聚氧乙烯醚和质量百分比2%-3%的脂肪醇聚氧乙烯醚作为添加剂。

    说明书

    说明书一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法
    技术领域
    本发明涉及铜包钢复合材料的制备方法,特别是一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法。
    背景技术
    随着复合材料及相关工艺的发展,目前已开发出了多种铜包钢复合材料。这一材料兼具铜的耐蚀性强、导电率高以及铁的高强度等优点,其综合性能好,制造成本较低并节约能源。铜钢复合材料已在建筑、铁路、电力、石油化工等行业得到了应用,其性能已得到了验证,无论从实用性、安全性、经济性来看,都具有非常好的应用前景。
    目前生产铜包钢线的方法主要有电镀法、包覆法、热浸镀法、水平连铸法。
    采用用电镀法的公开资料:何慧兰,“铜包钢线的研制与应用”,《电镀与环?!?,2002,22(6):32-33;刘宗信,“平行双股铜包钢线芯新型通信电缆的研制”,《电线电缆》,1994主(5/6):10-12;刘咏兰,“电镀法生产双金属线”,《电线电缆译丛》,1997主(2):10-13)。生产铜包钢线材的工艺比较成熟,产品质量比较稳定,是目前普遍采用的一种生产方法。电镀法是把经过脱脂、酸洗等湿式处理的钢线进行电镀。工作时把成卷的钢线连续不断地送进预处理槽及电镀槽中。输送辊把其悬挂在电镀槽内的同时,通过自身的旋转起到送线作用。电镀后的线材经过拉伸加工,可以生产出各种规格的线材。线材电镀的连续性决定了电镀工艺控制的困难,所以必须严格执行工艺要求,保证每道工序的质量。但用电镀法生产的铜包钢线材仍存在铜镀层比较薄、性能较脆、铜层中混有杂质、导电性差、生产过程中环境污染大等缺点。
    采用包覆法的公开资料:宋强、戴雅康、刘世程,“包覆焊接法铜包钢线的结构设计和生产”,《光纤电缆与应用技术》,2003,3(3):44-46;高山逃等,“采用热浸法制造的铜包钢线及其特性和应用”,《电线电缆》,1990,(2)主9-15。包覆焊接法是将清理过的铜带逐步形成圆管状,包覆在清理过的钢线周围, 采用焊接法将铜管纵缝焊接起来;铜带压接法是将清理并加热的两条铜带以上下两个方向包覆钢线,利用轧辊间的强大压力将铜带和钢线压接在一起,然后切除铜带接缝的凸耳,形成坯线;套管包覆法是将铜管套在钢丝外部,然后通过拉拔使铜钢结合,铜包钢线长度受铜管长度限制,难以实现连续生产。包覆法采用无氧铜带生产,成本高,加工费用昂贵,而且铜与钢芯的结合力不强。
    热浸镀法是由美国通用电气公司开发的,其工艺原理为:符合一定要求的芯杆通过盛有熔融铜液的坩埚,由于母线的温度低,金属靠热渗透原理,把母线加热到高温,熔池中的金属铜将在母线周围形成一层凝固层,原母线经浸渍过程而凝固成比母线粗的铸坯,再经过加工系统将铸坯加工成线材。热浸镀法的公开资料:傅晓、于九明,“包铜钢线热浸镀过程的简化模型”,《金属学报》,2000主36(8):828-831;日本瓦利:SaKamoto,Mutsuo,Yamazaki,et al.Method for manufacture of copper alloy coated steel wire[P].JP Pat:07144265,1995,06,06;SaKamoto,Mutsuo,Yamazaki,et al.Apparatus for manufacture of copper or copper alloy coated steelwire[P].JP Pat:07232260,1994-06-22。该方法可生产高质量的无氧铜镀层钢线材及铜合金镀层钢线材,铜层和钢芯间的结合力好,可塑性良好。但热浸镀法生产铜包钢线材的工艺还不成熟,生产厂家较少,有待于进一步地开发和推广。
    采用水平连铸法的公开资料:王庆娟、杜忠泽、王海波,“铜包钢线生产工艺的特点及现状”,《电线电缆》,2002主4(4)主15-17。水平连铸法是传统的热浸涂和连续铸造工艺的结合,主要分为表面处理、钢芯预热、铸造和后处理等4个环节。该方法生产铜包钢线材具有节省人力,自动化程度高,生产效率高等优点,但保温、凝固和牵引的工艺参数必须相匹配,生产过程较难控制。
    综上所述,目前所有铜-钢复合材料都是通过各种复合工艺在钢材表面外加铜包覆层,因此基体和包覆层之间经常出现各种夹杂、气泡、间隔等缺陷,影响复合效果和结合强度。
    发明内容
    本发明提供了一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料制备方法,通过在一定条件下的腐蚀反应过程以及后续的表面处理,在钢表面自发产生富铜的包覆层,有效解决复合材料的基体和包覆层间界面的结合问题。
    本发明利用钢中的铜不易被腐蚀的特性,在一定条件下对含铜钢进行表面腐蚀处理,在钢材表面形成钢基体、富铜层和腐蚀产物组成的三明治式结构,然后进行表面除鳞处理,去除表面腐蚀产物,得到由富铜层和钢基体组成的自生复合材料。本发明提供的一种钢表面自生富铜层的铜钢复合材料,其制备方法包括以下步骤:
    a.含铜钢的表面腐蚀
    将铜含量≥0.3%的含铜钢在干湿交替加速腐蚀,腐蚀时间240-480小时。
    b.去除腐蚀产物
    含铜钢经过腐蚀过程后,表面会产生一层腐蚀产物,主要成分包括Fe(OH)2,Fe3O4,α-Fe2O3,γ-Fe2O3,FeO,α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,δ-FeOOH等及其混合物。去除腐蚀产物可使铜富集层显露出来,获得外层为富铜层,内为钢基体的自生铜钢复合材料。
    干.铜钢复合材料的表面处理
    在获得富铜层后,对富铜层表面进表面处理,包括调整富铜层表面光洁度和平整度,调整的方法包括研磨、抛光;还包括以铜包覆层为基,在其表面通过电镀或化学镀的方法涂镀其他涂层。
    步骤b所述的去除腐蚀产物的方法是采用除锈剂去除。
    所述除锈剂为磷酸二氢钠质量百分比5%-10%、柠檬酸质量百分比3%-5%、去离子水质量百分比87%-90%,浸泡时间为20-24小时。
    所述的除锈剂中添加质量百分比0.15%-0.25%的烷基酚聚氧乙烯醚和质量百分比2%-3%的脂肪醇聚氧乙烯醚作为添加剂。
    本发明与现有同类技术相比,其显著的有益效果体现在:
    本发明不外在添加任何涂层,就可以获得铜钢复合材料;所制备的铜钢复合材料中的包覆层从基体自身产生,因此不存在基体与复合界面的结合问题;所制备的铜钢复合材料即保留了钢强度高、韧性好等优良性能,又保留了铜的耐腐蚀、导电等特性,同时使外表美观。
    附图说明
    图1是含铜钢表面腐蚀后的照片。
    图2是去除腐蚀产物后的照片。
    具体实施方式
    下面结合附图更详细描述本发明。
    一种选择性氧化致钢表面自生铜包覆层的制备方法,该方法步骤如下:
    1.含铜钢制备:利用真空感应熔炼炉(或充有?;て宓娜哿堵?制备含铜钢,铜含量质量百分比为6.8%。
    2.含铜钢的表面腐蚀:将所制备的含铜钢取样,进行实验室加速腐蚀实验,腐蚀试剂为0.5%NaCl溶液,在实验室干湿交替加速腐蚀条件下,以24小时为一个腐蚀周期,腐蚀总时间为10天,即240小时。腐蚀后样品如图1所示。
    3.配制除锈剂,去除氧化铁皮:除锈剂使用磷酸二氢钠质量百分比5%、柠檬酸质量百分比5%、去离子水质量百分比90%,浸泡时间为24小时,直至铁锈层溶于酸中,红色的富铜层显露出来。如图2所示。
    4.通过表面打磨、抛光方式获得表面光洁的铜包覆层。

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    一种 表面 自生 富铜层 复合材料 制备 方法
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