[发明专利]层状金属复合材料制造工艺及设备

权利要求书

1.一种层状金属复合材料制造工艺，其特征是：首先将需要复合的金属芯棒材料进行表面处理后，在其表面涂覆一层含有硼砂等碱金属氧化物、氯化物、融盐所组成的防氧化涂料，经烘干后安装在水冷结晶器的中心并穿过底水箱的中心孔固定在升降装置上，在金属芯棒的上部安装超声波振动器。将所需复合的金属冶炼后到入金属浇注包内，打开水冷结晶器和底水箱的进出水管，启动安装在水冷结晶器外部的感应加热器对芯棒进行表面加热，将配制好的所需成分的电渣放入结晶器内，用非自耗电极或自耗电极进行起弧化渣或将在结晶器外所化好的液渣浇入结晶器内，用非自耗电极或自耗电极对电渣进行加热熔化成液态渣，在芯棒表面达到所预定的温度后，将浇注包内的金属液按照所预定的浇注程序浇入水冷结晶器内，同时将加热电渣的电极通过电极把持器向上逐步提升，启动超声波振动器对所浇入的金属液进行超声波处理，以细化和改善复合层金属凝固组织，金属液浇注完毕后，感应加热器和电极继续进行加热，待保温一定时间后停止加热，启动升降装置将所复合好的双金属产品以一定的速度从结晶器内抽出，或将结晶器连同复合好的产品一同下降至底部后打开结晶器，松开芯棒固定装置，将复合产品放入热处理设备内进行热处理。通过反复重复上述工艺即可实现多层层状复合材料的制造，改变抽出工艺赤可以制造大长度的层状复合材料。改变结晶器的形状即可以制造各种几何形状的层状复合材料产品。

2.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：水冷结晶器的外部不安装感应加热器，直接采用液态金属电渣浇注工艺制造层状金属复合材料制造，重复上述工艺即可制造出层状金属复合材料，通过反复重复该工艺过程，即可以制造出多层层状复合材料和产品。

3.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：在水冷结晶器的外部安装感应加热器，将需要复合的金属芯棒进行表面处理后，在其表面涂覆一层含有硼砂等低熔点类融盐或氧化物的防氧化涂料，经烘干后安装在水冷结晶器的中心并穿过底水箱的中心孔衬套固定在升降装置上，将低熔点的防氧化渣料放入水冷结晶器内，启动安装在水冷结晶器外部的感应加热器对金属芯棒进行表面加热，在芯棒表面达到所预定的温度后，将所需复合的金属液按照所预定的浇注程序浇入水冷结晶器内。重复上述工艺即可制造出层状金属复合材料，通过反复重复该工艺过程，即可以制造出多层层状复合材料和产品。

4.根据权利要求3所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：在金属芯棒的表面包覆一层铝板，工作开始后，所浇入的高温金属液将包覆层铝板熔化，熔化后的铝板在金属芯棒和复合金属液之间形成一层具有良好韧性的Al-Fe固溶体和Al-Fe共晶体。重复上述工艺即可制造出层状金属复合材料，通过反复重复该工艺过程，即可以制造出多层层状复合材料和产品。

5.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：水冷结晶器是带有凹凸槽形状的双开合哈复式结构。重复上述工艺过程，所制造的制品为表面带有凹槽形状的复合材料产晶。

6.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：水冷结晶器内的熔渣为一元或多元物质所组成的渣系，其物质为CaF₂、Al₂O₃、CaO、MnO、TiO₂、RE、RexOy、Na₂B₄O₇、SiO₂、Na₂O、K₂O、SiCa、Al等，芯棒表面防氧化涂料的成分为Na₂B₄O₇、SiO₂、Na₂O、K₂O、Al₂O₃、CaO、B₂O₃、等；所复合的金属材料为各种使用工况的黑色金属和各种有色金属及金属基复合材料。