CN116618464A - 一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，包括以下步骤：选用合适的铂钴合金原料，并通过金属纺丝机进行粗纺和细纺，直至得到铂钴合金线材；通过制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中进行纯化，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中；将所需尺寸的铂钴合金线材放置于充满氢气的高温软化炉中进行退火加工；通过收线设备对退火后的铂钴合金线材进行收线。本发明利用制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中，再将铂钴合金纤维丝置于高温软化炉中进行退火，通过纯氢的保护，使得铂钴合金纤维丝在高温软化炉中退火软化时不会出现熔化的现象，保证了铂钴合金纤维丝退火的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及铂钴合金纤维丝生产技术领域，特别涉及一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺。
背景技术
铂钴合金纤维丝一种高性能材料，其强度较高，成本较高，现在的铂钴合金纤维通过纺丝制成后会有一定的脆性，在加工过程中很容易断裂，且其热膨胀系数大，容易受到温度的变化的影响，所以在通过拉丝模具将铂钴合金线材加工成铂钴合金纤维丝后，需要将得到的铂钴合金纤维丝通过退火炉进行退火加工，但是直接通过退火炉进行退火时，退火炉温度过低会导致铂钴合金纤维丝的脆性降低幅度不大，退火炉温度过高则会导致铂钴合金纤维丝直接在退火炉中熔化，导致铂钴合金纤维丝的退火工艺很困难，为此，我们提出可以保证铂钴合金纤维丝稳定退火的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选用合适的铂钴合金原料，并通过金属纺丝机进行多次粗纺和细纺，直至得到所需尺寸的铂钴合金线材；
步骤二：通过制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中进行纯化，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中；
步骤三：将所需尺寸的铂钴合金线材放置于充满氢气的高温软化炉中进行退火加工；
步骤四：通过收线设备对退火后的铂钴合金线材进行收线。
优选的，所述步骤一中铂钴合金原料为含有85％铂和15％钴的二元铂钴合金，所述步骤一中铂钴合金原料的线径为0.20毫米。
优选的，所述步骤一中粗纺和细纺的顺序为0.20毫米、0.180毫米、0.160毫米、0.140毫米、0.120毫米、0.100毫米、0.080毫米、0.075毫米、0.070毫米、0.060毫米、0.055毫米、0.050毫米、0.045毫米、0.040毫米、0.035毫米、0.033毫米、0.030毫米、0.028毫米、0.026毫米、0.024毫米、0.020毫米，所述步骤一中所需尺寸的铂钴合金线材线径为0.020毫米。
优选的，所述步骤一中粗纺和细纺的模具为天然金刚石模具，所述天然金刚石模具纺丝的过程中需加入润滑剂辅助拉丝，所述润滑剂可为润滑油和润滑液任意一种。
优选的，所述润滑液为乳化剂，所述润滑液通过矿物油等油份与表面活性剂配置而成，所述润滑液的成分包括油性添加剂、脂肪酸、皂、脂肪醇，所述油性添加剂可为动植物油。
优选的，所述润滑液的使用调制过程为：将配置好的润滑液与温水按照1∶25的配比混合搅匀，并在搅匀过程中对混合的液体进行手感测试，用于测试液体是否达到所需的润滑度。
优选的，所述金属纺丝机的转速控制为24Hz，所述金属纺丝机的出线速度为8-12m/s。
优选的，所述步骤二的详细步骤包括：
步骤a：通过制氢炉进行氢气制备，并将制氢炉升温至850摄氏度，用于对制得氢气进行氨分解；
步骤b：将纯化炉升温至350摄氏度，并将步骤a中氨分解后的氢气排入纯化炉中进行纯化；
步骤c：将高温软化炉升温至600摄氏度，并在升温过程中将步骤b中制得的高温纯氢均匀的送入高温软化炉中。
优选的，所述收线设备的放线端为用于收线设备均匀放线越端式毛刷阻尼放线装置，所述收线设备的收线轴为螺旋反锁扣锁紧方式。
优选的，所述收线设备的收线速度为4m/s。
本发明的技术效果和优点：
(1)本发明利用制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中进行纯化，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中，再将铂钴合金纤维丝置于高温软化炉中进行退火，通过纯氢的保护，使得铂钴合金纤维丝在高温软化炉中退火软化时不会出现熔化的现象，保证了铂钴合金纤维丝退火的稳定性；
(2)本发明利用越端式毛刷阻尼放线装置作为放线端的收线设备进行收线，使得收线轴可以均匀收线，同时保证了下一工序的稳定放线，同时还可避免收线过程中出现铂钴合金纤维丝出现断裂的现象，保证了铂钴合金纤维丝生产的稳定性；
(3)本发明利用多次的粗纺和细纺加工，使得较粗的铂钴合金线材可以依次进行拉丝加工，使得铂钴合金线材可以小尺寸的改变，避免铂钴合金线材因为尺寸发生较大的改变出现损坏的现象，从而提高了铂钴合金纤维丝加工的稳定性。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1所示的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选用合适的铂钴合金原料，并通过金属纺丝机进行多次粗纺和细纺，直至得到所需尺寸的铂钴合金线材；
步骤二：通过制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中进行纯化，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中；
步骤三：将所需尺寸的铂钴合金线材放置于充满氢气的高温软化炉中进行退火加工；
步骤四：通过收线设备对退火后的铂钴合金线材进行收线；
步骤一中铂钴合金原料为含有85％铂和15％钴的二元铂钴合金，步骤一中铂钴合金原料的线径为0.20毫米；
步骤一中粗纺和细纺的顺序为0.20毫米、0.180毫米、0.160毫米、0.140毫米、0.120毫米、0.100毫米、0.080毫米、0.075毫米、0.070毫米、0.060毫米、0.055毫米、0.050毫米、0.045毫米、0.040毫米、0.035毫米、0.033毫米、0.030毫米、0.028毫米、0.026毫米、0.024毫米、0.020毫米，从0.20毫米到0.080毫米为第一次粗纺加工，从0.080毫米到0.050毫米为第二次粗纺加工，从0.050毫米到0.020毫米为细纺，即可得到所需尺寸的铂钴合金线材，步骤一中所需尺寸的铂钴合金线材线径为0.020毫米，标准的粗纺和细纺顺序为上所示，但是在实际的金属纺丝机工作过程中，所有的模具都可微量调整，以提高模具的使用率；
步骤一中粗纺和细纺的模具为天然金刚石模具，天然金刚石模具是一种高性能的模具材料，通过天然金刚石为原材料，其硬度可以达到10，能抵御大部分物质的切割磨损，使得天然金刚石模具具有极高的耐磨性和耐腐蚀性，同时天然金刚石具有良好的热传导性能，可以将热量传递到模具表面，使得模具表面温度均匀分布，即可使得铂钴合金线材在通过天然金刚石模具进行拉丝时可以保证了铂钴合金线材的质量以及尺寸的稳定性，同时天然金刚石模具具有高精度，因为其在加工过程中不易磨损，使得铂钴合金线材加工精度更高，从而提高了铂钴合金纤维丝的加工精度，同时通过天然金刚石模具对铂钴合金纤维丝进行拉丝加工，因天然金刚石模具具有极长的使用寿命，能够承受高强度的使用条件和频繁的使用，从而使得铂钴合金纤维丝在生产过程中的模具更换成本较小以及生产停顿时间较短，从而提高了铂钴合金纤维丝的生产效率；
天然金刚石模具纺丝的过程中需加入润滑剂辅助拉丝，润滑剂可为润滑油和润滑液任意一种，模具的出线模配都有调整封闭装置，可以更好的解决铂钴合金线材带水带润滑液等污物问题；
润滑液为乳化剂，润滑液通过矿物油等油份与表面活性剂配置而成，润滑液的成分包括油性添加剂、脂肪酸、皂、脂肪醇，油性添加剂可为动植物油，润滑液的使用调制过程为：将配置好的润滑液与温水按照1∶25的配比混合搅匀，并在搅匀过程中对混合的液体进行手感测试，用于测试液体是否达到所需的润滑度，润滑油可以直接使用，润滑液需要加水配合调制使用，但是在冬季生产加工中，润滑油和润滑液都需要加热到30摄氏度进行使用，防止润滑油和润滑液在较冷的环境下出现固化的现象，从而保证在冬季润滑油和润滑液可以稳定的进行使用时，使得润滑油和润滑液可以达到较好的润滑效果，润滑油和润滑液的使用方式可为喷淋式使用，使得润滑油和润滑液可以均匀的位于模具内部对铂钴合金线材进行润滑，随着金属纺丝机的加工进度，会导致润滑油或润滑液的润滑程度逐渐下降，需要及时添加和补充润滑油或润滑液，若是出现润滑油或润滑液发黑或者磨损物增多时，需要及时更换润滑油或润滑液；
金属纺丝机的转速控制为24Hz，金属纺丝机的出线速度为8-12m/s，金属纺丝机的型号为JSDM--110/15，其最高限速可为16m/sec，其拉丝模数位15只，其机械减面率为7％，其为喷陶型伸线轮，其张力控制方式为双变频PLC控制自动跟踪方式，即是通过数字调节的方式进行控制，在金属纺丝机的纺丝过程中，其张力的调控十分关键，若张力过紧则会导致金属线材出现断丝的现象，若是张力过松在会导致得到的金属线材线径出现偏差，故需要在加工过程中适时调控张力是保证金属线材产量和质量的重要环节；
步骤二的详细步骤包括：
步骤a：通过制氢炉进行氢气制备，并将制氢炉升温至850摄氏度，用于对制得氢气进行氨分解；
步骤b：将纯化炉升温至350摄氏度，并将步骤a中氨分解后的氢气排入纯化炉中进行纯化；
步骤c：将高温软化炉升温至600摄氏度，并在升温过程中将步骤b中制得的高温纯氢均匀的送入高温软化炉中；
制氢机是通过氨作为原料，然后通过高温进行分解，通过制氢机制得的氢气通过纯化炉中进行氨的分离，提高了氢气的纯度，避免氨等杂质的影响，同时氨等杂志是一种有毒有害的气体，对环境和人体健康均由影响，1将氢气除氨得到纯氢后，即可保证通入高温软化炉的氢气不含氨，避免对操作人员造成影响，提高了铂钴合金纤维丝生产加工的安全性；
将0.020毫米的铂钴合金线材放入充满纯氢的高温软化炉中，即可对铂钴合金线材进行退火加工，其实质为对铂钴合金线材进行高温软化，且纯氢会对高温下的铂钴合金线材进行保护，避免铂钴合金线材高温熔化，在实际软化过程中，可依据测试结果随时调整高温软化炉的温度以及首先速度，已达到最佳的软化效果，收线设备的放线端为用于收线设备均匀放线越端式毛刷阻尼放线装置，收线设备的收线轴为螺旋反锁扣锁紧方式，其在收线轴上可以提高更加稳定的锁紧效果，并且锁紧力是均匀分布在收线轴的表面上，从而可以更加牢固的对铂钴合金纤维丝进行收线，具体来说，通过将铂钴合金纤维丝在收线轴上绕成一圈，并采用交错扣环的方式将其锁紧，从而使得铂钴合金纤维丝均匀地分布在收线轴的表面上，并在每个扣环处产生较高的压力，这样可以避免铂钴合金纤维丝的松动和滑动，从而更加稳定地保持铂钴合金纤维丝的位置和张力，减少铂钴合金纤维丝断裂和绕线不均匀等问题的发生，从而提高了铂钴合金纤维丝收线的质量和效率，收线设备的收线速度为4m/s，最后通过收线设备将退火后的铂钴合金线材进行收线即可得到0.020毫米的铂钴合金纤维丝；
通过上述方式制得的铂钴合金纤维丝表面光滑洁净，没有纵向拉痕和毛刺、裂纹、节疤、折叠、锈蚀以及其他明显瑕疵点，没有影响拉伸强度的节头、凹陷，其表面呈金属光泽、颜色均匀一致，轴丝排布均匀、平整扎实紧密、且铂钴合金纤维丝自由悬垂时不会产生S型卷曲和影响编织的捻劲。
得到铂钴合金纤维丝的判断标准如下表所示：
通过上述标准制得的铂钴合金纤维丝具有很强的磁性，磁稳定性极高，和凯夫拉纤维混纺的织物，具有极强的吸波吸光性能，且铂钴合金纤维丝与莫代尔混纺织成针织内衣、内裤和袜子，且铂钴合金纤维丝于tc65/35混纺可得到电磁屏蔽布，电磁屏蔽布具有屏蔽雷达波微米波段、红外波段、激光波段的探测功能，其测试数据如下表所示(其中“//”表示天线极化方向与样品标记直线方向平行，“⊥”表示天线极化方向与样品标记直线方向垂直。)：
根据上述实验数据可以得到通过料子铂钴合金纤维丝制得的电磁屏蔽布具有屏蔽雷达微米波段、红外波段和激光波段的探测功能，同时制得的铂钴合金纤维丝具有更高的强度和刚度，能够承受更大的拉伸力和压缩力、具有良好的超导性能，可以在低温环境下实现零电阻输电、具有更小的直径和更细的纤维，可以实现更小尺寸的器件和更高密度的集成、量子铂钴合金纤维丝具有更好的耐腐蚀性，能够在更恶劣的环境下使用，例如在酸碱环境中使用，使得铂钴合金纤维丝具有优异的性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选用合适的铂钴合金原料，并通过金属纺丝机进行多次粗纺和细纺，直至得到所需尺寸的铂钴合金线材；
步骤二：通过制氢炉制备氢气，并将制得的氢气送入纯化炉中进行纯化，最后将纯化后的氢气送入高温软化炉中；
步骤三：将所需尺寸的铂钴合金线材放置于充满氢气的高温软化炉中进行退火加工；
步骤四：通过收线设备对退火后的铂钴合金线材进行收线。
2.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中铂钴合金原料为含有85％铂和15％钴的二元铂钴合金，所述步骤一中铂钴合金原料的线径为0.20毫米。
3.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中粗纺和细纺的顺序为0.20毫米、0.180毫米、0.160毫米、0.140毫米、0.120毫米、0.100毫米、0.080毫米、0.075毫米、0.070毫米、0.060毫米、0.055毫米、0.050毫米、0.045毫米、0.040毫米、0.035毫米、0.033毫米、0.030毫米、0.028毫米、0.026毫米、0.024毫米、0.020毫米，所述步骤一中所需尺寸的铂钴合金线材线径为0.020毫米。
4.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中粗纺和细纺的模具为天然金刚石模具，所述天然金刚石模具纺丝的过程中需加入润滑剂辅助拉丝，所述润滑剂可为润滑油和润滑液任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述润滑液为乳化剂，所述润滑液通过矿物油等油份与表面活性剂配置而成，所述润滑液的成分包括油性添加剂、脂肪酸、皂、脂肪醇，所述油性添加剂可为动植物油。
6.根据权利要求5所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述润滑液的使用调制过程为：将配置好的润滑液与温水按照1∶25的配比混合搅匀，并在搅匀过程中对混合的液体进行手感测试，用于测试液体是否达到所需的润滑度。
7.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述金属纺丝机的转速控制为24Hz，所述金属纺丝机的出线速度为8-12m/s。
8.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤二的详细步骤包括：
步骤a：通过制氢炉进行氢气制备，并将制氢炉升温至850摄氏度，用于对制得氢气进行氨分解；
步骤b：将纯化炉升温至350摄氏度，并将步骤a中氨分解后的氢气排入纯化炉中进行纯化；
步骤c：将高温软化炉升温至600摄氏度，并在升温过程中将步骤b中制得的高温纯氢均匀的送入高温软化炉中。
9.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述收线设备的放线端为用于收线设备均匀放线越端式毛刷阻尼放线装置，所述收线设备的收线轴为螺旋反锁扣锁紧方式。
10.根据权利要求1所述的一种量子铂钴合金纤维丝的生产工艺，其特征在于，所述收线设备的收线速度为4m/s。
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