本发明属于切削铝纤维及铝纤维吸声板的制造,特别涉及一种加工高质量切削铝纤维的阵列型切削刀具、加工的高质量切削铝纤维及高耐候性能铝纤维吸声板,并进一步公开其制备方法。
背景技术:
1、铝纤维吸声板作为一种低频吸声性能优良、耐候耐久的环保材料,已在电网降噪工厂中获得广泛应用。而由于变电站换流站遍布国内各地区,服役环境包括沙尘、雨淋、酸雨等各类环境条件,为保证铝纤维吸声板的长期服役效果,需不断提升其耐候耐腐蚀性能。
2、铝纤维吸声板的声学特性及服役性能主要取决于铝纤维材料的制备质量。目前,为降低成本投入,多数铝纤维板均采用切削铝纤维,其常用的加工用刀具为常规切削刀具,一次仅能切削得到一根铝纤维,导致切削效率较低。因此,本领域开发了多齿刀具方案,实现了“一刀多丝”的加工效率。但是,一般的多齿刀具的切削深度有限,且需要根据铝棒的转速和进给量确定刀具的倾斜角度,导致刀齿的磨损较为严重,长期使用后导致率纤维的加工质量会大幅下降。同时,由于采用机械切削工艺,铝纤维表面一般会受到较大程度的破坏,影响其耐候耐久性能低于熔抽铝纤维材料。
3、为了提高铝纤维吸声板的耐候性能,传统铝合金主要通过表面氧化膜对抗外界环境影响。但自然氧化形成的氧化膜致密性差,附着力弱,防护性能有限。如中国专利cn107309372a公开了一种金属纤维制造方法,但涉及到金属线在多个齿轮传动机构间的安装工序,不仅工艺较为复杂,且材料利用率较低。又如中国专利cn115679139a公开的钣金工艺用高强度铝合金板及其制备方法,但该方案只提供了金属铝板的封孔工艺,未考虑铝纤维板的封孔和耐候性能提升方法。
4、综上,本领域期待基于改善铝纤维的切削工艺实现其加工质量的改善,进而生产高耐候性能的铝纤维吸声板材,对于户外吸声板材的应用具有积极的意义。
技术实现思路
1、为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种加工高耐候切削铝纤维的阵列型切削刀具,所述刀具基于刀具阵列的应用,增加了单次加工切削铝纤维的产量,可用于加工制备高质量切削铝纤维材料;
2、本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种基于所述切削刀具加工的高质量切削铝纤维材料,所述切削铝纤维具有较高的加工质量;
3、本发明所要解决的第三个技术问题在于提供一种高耐候铝纤维吸声板及其制备方法,所述吸声板基于所述高质量切削铝纤维加工,并通过热处理工艺,提升铝纤维板辊压加工成型质量;通过阳极氧化和闭孔工艺,提升了铝纤维板的耐候性能,所述吸声板具有较高的耐候应用性能,可有效降低变电站低频噪声影响。
4、为解决上述技术问题,本发明所述的一种用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述阵列型切削刀具包括顺序排列设置的n排切削刀刃,每排所述切削刀刃的数量由1至n逐行依次增加;
5、所述切削刀刃接触待切削铝棒的顶部为圆锥状结构;
6、所述切削刀刃远离待切削铝棒的端部设置有弹性部件,调节所述切削刀刃的切削深度。
7、具体的,本发明所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,相邻排的所述切削刀刃之间相差数量为1,即第一排n把刀刃,第二排n-1,以此类推。
8、具体的,所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述阵列型切削刀具中,n=3-6。
9、具体的,所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述切削刀刃远离所述待切削铝棒端部为圆柱状结构;
10、优选的,所述切削刀刃的端部圆柱状结构的圆柱直径为3-5mm;
11、优选的,所述切削刀刃的顶部圆锥状结构的圆锥顶角角度为30°-60°。
12、具体的,所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述阵列型切削刀具中,相邻的所述切削刀刃之间紧密且错位接触,各排所述切削刀刃的顶端构成等边三角形结构。
13、具体的,所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述刀具中的相邻刀刃紧密接触,下排刀刃位于上排相邻刀刃之间的间隙之间,刀刃顶尖构成等边三角形。
14、具体的,所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,所述阵列型切削刀具还包括刀鞘;
15、所述切削刀刃的端部插入所述刀鞘中,所述弹性部件设置于所述切削刀刃的端部与所述刀鞘的底部之间,所述弹性部件可以固定于所述刀鞘的底部位置,调节所述切削刀刃伸出所述刀鞘的长度;
16、优选的,所述弹性部件包括减震弹簧。
17、本发明所述用于加工铝纤维的阵列型切削刀具,由于切削刀刃的伸出长度可调节并固定,由于切削棒材表面呈圆弧形,通过调节每排刀鞘伸出长度,保证每排刀刃的切入深度一致。
18、本发明还公开了一种切削铝纤维的切削加工方法,包括以所述阵列型切削刀具对铝棒进行切削加工的步骤,制备得到所需铝纤维;
19、优选的,所述阵列型切削刀具切入所述铝棒的深度为0.4-0.8mm;
20、优选的,所述切削加工步骤中,控制所述铝棒的转速为30-100r/min,控制所述铝棒的进给量为1-3mm/r。
21、本发明还公开了由所述切削加工方法制备得到的切削铝纤维。
22、本发明还公开了一种高耐候切削铝纤维吸声板的制备方法,包括如下步骤:
23、(1)取所述的切削铝纤维进行热处理;
24、(2)将所述切削铝纤维加工得到铝纤维毡,并加入板材辅料经辊压加工得到铝纤维板;
25、(3)将所述铝纤维板进行阳极氧化处理及封孔处理,得到镀覆致密氧化铝防护层的铝纤维吸声板。
26、具体的,所述高耐候切削铝纤维吸声板的制备方法:
27、所述步骤(1)中,所述热处理步骤包括于100-300℃进行退火的步骤,保温时间为1-2h,冷却方式为开炉空冷;和/或,
28、所述步骤(2)中,控制所述铝纤维毡的面密度为270-800g/m2;和/或,
29、所述步骤(2)中,所述板材辅料包括双层铝板网及铝箔;和/或,
30、所述步骤(2)中,控制所述铝纤维毡与所述板材辅料的整体厚度为0.5mm-1.5mm,和/或,
31、所述步骤(3)中,所述阳极氧化处理步骤包括将所述铝纤维板与铝片共同浸泡在100-200g/l的硫酸溶液中,以铝纤维板为阳极、铝片为阴极,于温度15-25℃,通入15-25v恒定直流电压,进行持续氧化20-30min的步骤;优选控制所述铝纤维板与铝片的厚度相同;和/或,
32、所述步骤(3)中,所述封孔处理步骤包括将阳极氧化处理后的所述铝纤维板置于封孔液中浸渍封孔10-20min的步骤;优选的,所述封孔液包括硅酸钠、醋酸与去离子水的混合溶液,ph值4-6。
33、本发明还公开了由所述方法制备得到的高耐候切削铝纤维吸声板。
34、本发明所述阵列型切削刀具,由n排切削刀刃经有序排列组成,且选用顶部为圆锥状、端部为圆柱状的笔形刀刃,由于所述切削刀刃顶部为圆锥形结构,可保障其沿着任意方向进行切削;尤其是通过控制各排所述切削刀刃整齐有序且错位排列形成正三角形截面的结构,有效保证了所述切削刀具对铝棒表面进行充分切削,大幅提升了切削铝纤维加工效率;所述阵列刀具进一步通过在刀鞘内设置弹性部件的方式,有效保障了所述切削刀刃的弹性切削,由于切削棒材表面呈圆弧形,通过控制所述切削刀刃伸出所述刀鞘的长度,保证每排刀刃的切入深度一致,有效保障了一次切削加工下多条铝纤维的质量稳定性。本发明所述阵列型切削刀具,可快速、高效、高质量的加工所需高质量的切削铝纤维。
35、本发明所述阵列型切削刀具,通过在铝纤维切削加工应用中对切削参数的控制,尤其是切削深度等参数的有效调控,实现了对金属切线纤维直径的调控,进而调整后续铝纤维吸声板的流阻、孔隙率等参数,不断优化材料吸声性能。
36、本发明所述切削铝纤维采用所述阵列型切削刀具进行切削加工,所述切削刀具可实现快速、高效、高质量地加工切削铝纤维,有效保障了一次加工下多条纤维的质量稳定性,有效保障了后续加工铝纤维吸声板的质量。
37、本发明所述铝纤维吸声板的制备方法,利用所述铝纤维进行加工,通过对所述切削铝纤维进行回火处理,有效降低了切削铝纤维的加工硬化和内应力,保证良好的塑性变形能力,有利于铝纤维吸声板板的辊压加工成型。
38、本发明所述铝纤维吸声板的制备方法,对铝纤维进行热处理后,通过机械铺毡制备为铝纤维毡,与双层铝板网、铝箔经过辊压工艺制备为铝纤维板,再通过对铝纤维吸声板进行阳极氧化,使得铝纤维吸声板表面生成致密的氧化膜,提升了吸声板防腐蚀性能;并进一步通过对氧化膜进行闭孔处理,有效提升了其防护性能,极大地提升了铝纤维吸声板的耐候性能。