CN103215529A

CN103215529A - 一种钢∕不锈钢纤维增强复合铜箔及制造方法

Info

Publication number: CN103215529A
Application number: CN2013101345461A
Authority: CN
Inventors: 赵晖; 王小辉; 李玉海
Original assignee: Shenyang Ligong University
Current assignee: Shenyang Ligong University
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-07-24

Abstract

一种钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，属于新材料技术领域，由连续增强体钢/不锈钢纤维和铜基体组成，其中连续纤维的含量达到30%~80%，其余为纯铜。制备步骤为：根据设计复合箔纤维含量、增强方向，将钢/不锈钢纤维编织成二维网格状；再通过除油、活化处理和多次电镀铜工艺在预制体表面沉积铜基体，密实网孔，获得复合箔。与现有铜材及其复合材料对比，本发明复合箔具有性能可调、综合性能优异，成本低廉，制备工艺简单，可以二次成型为大件结构件的优点。

Description

一种钢∕不锈钢纤维增强复合铜箔及制造方法

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及一种高强度、高导电和导热的钢/不锈钢纤维增强复合铜箔及制造方法。

背景技术

金属铜具有优异的导电、导热和耐蚀性能，作为功能材料被广泛的应用于机械和电子等工业领域。然而，现代科技的高速发展，对导电、导热等功能材料的强度、磨损性能和抗冲击性能提出了更高的要求；而纯铜强度低、抗磨损性能差等特点，决定了它不能满足人们的使用要求。铜基复合材料不仅具有很高的强度、耐磨性能、抗电弧侵蚀能力，而且具有与纯铜相媲美的导电性与导热性，在宇航、电子、电器盒微电子等高科技领域具有广泛的应用前景。现有的铜基复合材料可分为连续纤维增强和非连续纤维增强铜基复合材料。其中，连续纤维增强铜基复合材料在纤维增强方向表现出更优异的性能优势，但由于原材料和复合材料制造成本高和成型加工困难等原因，使这种材料的开发、研究和应用受到很大的限制。因此，连续纤维增强铜基复合材料的研究重点在开发新的制造工艺和减低生产成本方面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种钢/不锈钢纤维增强复合铜萡及制造方法，解决铜材强度低、耐磨性差以及传统铜基复合材料制备工艺复杂、成本高等问题。

采用的技术方案是：

一种钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，将钢/不锈钢纤维编织成二维筛网，再通过一次电镀粗铜和二次电镀光亮铜获得。

上述的钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，其厚度在40~150μm范围内可调，钢/不锈钢纤维体积含量在30%~80%，其余为铜材基体。

钢/不锈钢纤维增强复合铜萡的制造方法，包括以下步骤：

（1）将钢/不锈钢纤维编织成二维筛网状，并根据实际需要调节经向和纬向增强体的强度和体积含量；

（2）对编制好的二维筛网状预制体进行除油和酸洗活化处理；

（3）采用电镀铜工艺，对步骤（2）中的二维筛网状预制体进行镀铜处理，获得复合萡。

上述的钢/不锈钢纤维的直径在10~100μm之间，依据最终性能要求，经向和纬向可选用不同的牌号、直径和编制方式。

上述的电镀铜工艺根据纤维的牌号不同，选用常规电镀工艺即可。

本发明具有以下优点：

1．复合萡不仅具有纯铜的高导电性和导热性，而且具有高强度、耐磨性、很好的抗冲击性能和抗疲劳性能。

2.复合萡采用廉价的钢/不锈钢纤维作为增强体，不需要高温条件，仅通过常规编制和电镀工艺达到复合目的，具有制备工艺简单、易行的特点；而且与其他复合材料对比大幅降低了材料及制备工艺的成本。

3．可以通过电镀及后续热处理，有效的调节纤维与铜基体之间的结合强度；通过编制获得更宽范围内的强度与导电率的配合。

4.复合萡具有很好的韧性，可以直接用于宇航、机械、电子等工业中；也可通过二次成型（如卷、叠等方式）后，采用热压、扩散焊等方式加工成各种机械零部件拓宽其应用领域。

具体实施方式

实施例一

取100μm直径的钢纤维作为径向，以10μm直径的钢纤维作为固定作用的纬向，通过编制使钢纤维体积含量达到80%。对预制编织网表面除油、活化后，再通过一次电镀粗铜和二次电镀光亮铜获得150μm厚的复合萡。该复合萡以100μm直径钢纤维的径向为增强方向，达到单向增强目的。

实施例二

以电镀铜后复合萡厚50μm计算，径向和纬向均取38μm直径不锈钢纤维，按照350目筛网工艺进行编织，使不锈钢纤维的含量达到30%。对预制编织网表面除油、活化后，再通过一次电镀粗铜和二次电镀光亮铜获得的复合萡。该复合萡能够获得经纬双向增强的复合萡。

实施例三

径向和纬向均取25μm直径不锈钢纤维，编织成500目筛网状。对预制编织网表面除油、活化后，再通过一次电镀粗铜和二次电镀光亮铜获得40μm厚的复合萡。该复合萡中不锈钢纤维的体积含量达到50%，获得经纬双向增强的复合萡。

Claims

1.一种钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，其特征是将钢/不锈钢纤维编织成二维筛网，再通过一次电镀粗铜和二次电镀光亮铜获得。

2.根据权利要求1所述的一种钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，其特征在于所述的钢/不锈钢纤维增强复合铜萡，其厚度在40~150μm范围内可调，钢/不锈钢纤维体积含量在30%~80%，其余为铜材基体。

3.钢/不锈钢纤维增强复合铜萡的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的钢/不锈钢纤维增强复合铜萡的制造方法，其特征在于所述的钢/不锈钢纤维的直径在10~100μm之间，依据最终性能要求，经向和纬向可选用不同的牌号、直径和编制方式。

5.根据权利要求3所述的钢/不锈钢纤维增强复合铜萡的制造方法，其特征在于所述的电镀铜工艺根据纤维的牌号不同，选用常规电镀工艺即可。