CN107553012A - 一种石墨烯焊丝的制备方法 - Google Patents

Abstract

该发明涉及焊丝领域，具体涉及石墨烯焊丝的制备方法。本发明利用氧化石墨为原料，通过将氧化石墨涂覆与焊丝表面，再对焊丝表面的氧化石墨进行还原制得石墨烯焊丝，该石墨烯焊丝具有优良的耐腐蚀性能和送丝性，制备方法简单可得。

Description

一种石墨烯焊丝的制备方法

技术领域

本发明涉及焊丝领域，具体涉及一种石墨烯焊丝。

背景技术

石墨烯是一种具有单层碳结构的物质，从其被发现开始，就在各种领域引起了轰动，因其具有独特的单层结构，石墨烯显示出了优越的力学、电学、结构学特性，单层石墨烯具有优良的导电性、力学性能，且制备原料低廉，在各领域都能适用。

焊丝是我国焊材行业常用的一种焊材，其具有生产工艺相对简单，焊接工艺良好的特点，因此，焊丝可适用于各种领域，但是，现有焊丝大部分为镀铜焊丝，因焊丝容易生锈，导致焊丝焊接性能受影响，产品质量不稳定，因此在焊丝表面镀铜是现在的常规手段，镀铜过程会产生大量的废酸、重金属，不能直接排放到环境中，无形中给企业造成了更大的废物处理费用，无镀铜焊丝因其生产成本高，导致无镀铜焊丝价格高，普通行业不能接受。

发明内容

本发明的目的是提供一种 石墨烯焊丝的制备方法，该制备方法一方面能够有效实现焊丝表面镀层不生锈的目的，另一方面，该方法无中间污染物生成，生产成本低。

本发明通过如下方法可得：

一种石墨烯焊丝的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）将盘条进行酸洗，去除盘条表面的锈迹；

2）将盘条进行碱洗，进一步去除盘条表面锈迹及有机残留；

3）将经过步骤1）和步骤2）处理过的盘条进行拉拔，得到规定尺寸的焊丝；

4）配备氧化石墨溶液，将氧化石墨溶解在水中，搅拌均匀，其中氧化石墨的质量浓度为1%-20%；

5）将步骤3）得到的焊丝均匀的通过氧化石墨溶液，氧化石墨溶液覆盖在焊丝的表面，焊丝穿过氧化石墨溶液时，焊丝本身匀速旋转；

6）采用物理或化学方法将焊丝表面的氧化石墨还原，焊丝表面形成石墨烯薄膜；

7）干燥焊丝表面的石墨烯薄膜，得到石墨烯焊丝。

步骤1）中，氧化石墨溶液的PH为7-9，氧化石墨的PH为碱性，有助于在还原过程中避免石墨烯发生沉降聚集。

步骤2）中，所述还原为将焊丝进入还原剂中，反应1-2h，此过程可通过将焊丝按照一定的速度均匀的穿过还原剂中，还原剂为肼、维生素C等。

对氧化石墨还原也可采用大功率激光照射焊丝，照射时间为0.5-2h，采用这种方法无需溶液及还原剂，进一步减少了中间污染物的产生。

采用本发明的制备方法得到的石墨烯薄膜的厚度为0.2μm-1mm。

本发明还包括采用上述方法制备的石墨烯焊丝。

有益效果：

1、本发明采用先将氧化石墨涂覆与焊丝表面，焊丝为金属材料，金属会对氧化石墨先进行预还原，为下一步的还原做准备，有助于得到还原彻底的石墨烯。

2、本发明还原方法可采用化学还原方法，还原剂优先选择对环境污染小的还原剂，如维生素C等，也可采用激光还原，大功率激光照射能实现氧化石墨的还原，此种还原方法进一步的避免了还原过程中污染物的产生。

3、氧化石墨被还原后，石墨烯自然形成薄膜包覆与焊丝表面，形成防腐蚀层，石墨烯薄膜厚度为0.2μm-1mm，石墨烯薄膜厚度越薄，石墨烯的性质越明显，比如具有导电性和润滑性，有助于焊丝的焊接送丝性，石墨烯厚度厚，防腐蚀性能越好，同样具有良好的润滑性，有助于提高焊丝的送丝性。

具体实施方式：

实施例1：

1、将10g氧化石墨溶解在100g水中形成氧化石墨悬浮液，超声10分钟，将氧化石墨溶液的PH调为8，将焊丝在氧化石墨悬浮液中匀速通过，在焊丝表面形成均匀的氧化石墨悬浮液，在这个过程中，焊丝本身也在旋转，以保障焊丝表面的氧化石墨均匀。

快速的对焊丝进行大功率激光照射，照射时间为1小时，此过程中，焊丝本身旋转，保障各部位的氧化石墨均被还原。

还原完成后，加热干燥焊丝表面的石墨烯薄膜，制得成品，经检测，石墨烯薄膜的厚度为1mm。

将上述制得的石墨烯焊丝与普通焊丝放置与同样的环境下，观察生锈现象，经观察，普通焊丝在24小时后，其表面出现细小的锈点，石墨烯焊丝经放置15天后，仍未出现锈点，说明石墨烯焊丝具有优良的耐腐蚀性。

实施例2

1、将1g氧化石墨溶解在100g水中形成氧化石墨悬浮液，超声10分钟，将氧化石墨溶液的PH调为8，将焊丝在氧化石墨悬浮液中匀速通过，在焊丝表面形成均匀的氧化石墨悬浮液，在这个过程中，焊丝本身也在旋转，以保障焊丝表面的氧化石墨均匀。

快速的对焊丝将焊丝进入维生素C溶液中，还原反应1小时，此过程中，焊丝本身旋转，保障各部位的氧化石墨均被还原。

还原完成后，加热干燥焊丝表面的石墨烯薄膜，制得成品，经检测，石墨烯薄膜的厚度为0.5μm。

将上述制得的石墨烯焊丝与普通焊丝放置与同样的环境下，观察生锈现象，经观察，普通焊丝在24小时后，其表面出现细小的锈点，石墨烯焊丝经放置10天后，仍未出现锈点，说明石墨烯焊丝具有优良的耐腐蚀性，且较薄的石墨烯薄膜也能实现焊丝防腐蚀的效果，同时，对普通焊丝和石墨烯焊丝进行焊接，石墨烯焊丝的送丝性优于普通焊丝。

通过以上实施例说明：采用本发明的石墨烯焊丝制备方法制备的石墨烯焊丝，首先是制备工艺简单可行，中间无污染物产生，其次，生产成本低，原料为氧化石墨，价格低廉，其次，石墨烯焊丝具有优良的耐腐蚀性和送丝性，能有效替代镀铜焊丝。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、改进、替换等，应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将盘条进行酸洗，去除盘条表面的锈迹；

2）将盘条进行碱洗，进一步去除盘条表面锈迹及有机残留；

3）将经过步骤1）和步骤2）处理过的盘条进行拉拔，得到规定尺寸的焊丝；

4）配备氧化石墨溶液，将氧化石墨溶解在水中，搅拌均匀，其中氧化石墨的质量浓度为1%-20%；

5）将步骤3）得到的焊丝均匀的通过氧化石墨溶液，氧化石墨溶液覆盖在焊丝的表面，焊丝穿过氧化石墨溶液时，焊丝本身匀速旋转；

6）采用物理或化学方法将焊丝表面的氧化石墨还原，焊丝表面形成石墨烯薄膜；

7）干燥焊丝表面的石墨烯薄膜，得到石墨烯焊丝。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中，氧化石墨溶液的PH为7-9。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6）中，所述还原为将焊丝浸入还原剂中，反应1-2h。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6）中，所述还原为采用大功率激光照射焊丝进行还原，照射时间为0.5-2h。

5.如权利要求3所述的一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于，所述还原剂为肼、维生素C。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯焊丝的制备方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜的厚度为0.2μm-1mm。

7.一种石墨烯焊丝，其特征在于，采用如权利要求1-6所述方法制备得到。