[发明专利]金属凝固过程中弥散植入细微异相粒子的方法和添加原料

权利要求书

1.一种在金属凝固过程中的细微异相粒子的弥散植入方法，其特征在于：

向凝固过程中的金属液(3)内连续地喂入一种长条状添加原料(4)，

所述添加原料(4)为棒或板带状，以金属或合金为基体、含有重量百分比0.2％～6％、尺寸10nm～1000nm的金属氧化物；

所述添加原料(4)在振动源(5)的驱动下做高频小振幅振动，使得添加原料(4)插入金属液(3)的部分被连续熔化，其中的金属氧化物在振动和流体流动的作用下被均匀弥散到整个液相中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述添加原料(4)中所含的金属氧化物为氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钙、氧化铝、氧化锰中的至少一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述添加原料(4)的基体金属是金属铁、铜、铝中的任意一种，或者是这些金属与锰、硅、铝、碳、钛、铬、镍中的至少一种组成的合金。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基体金属或合金成份与金属液(3)的成份相近，熔点低于金属液(3)的温度，所述熔点可以通过向其内加入锰、硅、铝、碳、钛、铬、镍合金元素进行调整。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述添加原料(4)是由基体金属或合金粉体以及金属氧化物粉体按一定比例混合均匀压制、烧结成型，然后加工制造成所需尺寸规格。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：压制成型后的金属或合金粉以及金属氧化物粉体，还包覆0.1～1.0mm厚的金属层，然后再进行烧结；所述包覆层为与金属基体成份相近的铁或铜或铝的金属皮。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述添加原料(4)在振动源(5)的驱动的振动频率为20～3000Hz，振幅为0.05～0.3mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述添加原料(4)喂入连铸过程结晶器(1)内，或者连铸过程中间包(8)中。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：向金属液中喂入添加原料(4)的速度为0.2～2米/分钟。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：向金属液中喂入添加原料(4)采用振动方式或者不振动方式。

11.一种用于在金属凝固过程中弥散植入细微异相粒子的添加原料，其特征在于：

该添加原料(4)为棒或板带状，以金属或合金为基体、含有重量百分比0.2％～6％、尺寸10nm～1000nm的金属氧化物；

将长条状添加原料(4)连续地喂入凝固过程中的金属液(3)内，所述添加原料(4)在振动源(5)的驱动下做高频小振幅振动，使得添加原料(4)插入金属液(3)的部分被连续熔化，其中的金属氧化物在振动和流体流动的作用下被均匀弥散到整个液相中。

12.根据权利要求11所述的添加原料，其特征在于：所述添加原料(4)中所含的金属氧化物为氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钙、氧化铝、氧化锰中的至少一种或其组合。

13.根据权利要求11所述的添加原料，其特征在于：所述基体金属或合金成份与金属液(3)的成份相近，熔点低于金属液(3)的温度，所述熔点可以通过向其内加入锰、硅、铝、碳、钛、铬、镍合金元素进行调整。

14.根据权利要求11所述的添加原料，其特征在于：该原料是由基体金属或合金粉体以及金属氧化物粉体按一定比例混合均匀压制、烧结成型，然后加工制造成所需尺寸规格。

15.根据权利要求14所述的添加原料，其特征在于：压制成型后的金属或合金粉以及金属氧化物粉体，还包括0.1～1.0mm厚的金属包覆层，然后再进行烧结；所述包覆层为与金属基体成份相近的铁或铜或铝的金属皮。

16.根据权利要求11所述的添加原料，其特征在于：其基体金属或合金中的元素包括：铁、锰、硅、铝、碳、钛、铬、镍的颗粒，尺寸为0.1～100μm。

17.根据权利要求11所述的添加原料，其特征在于：原料棒的直径为φ10mm～φ35mm，原料板带的厚度为2mm～10mm、宽度为20mm～150mm。