[发明专利]一种包复材料受压顶出充芯连铸精细成形的设备与工艺

权利要求书

1.一种包复材料受压顶出充芯连铸精细成形设备，其特征在于由上测温仪(1)、芯部 金属液(2)、芯部金属控温坩埚(3)、芯部金属控温炉(4)、下测温仪(5)、外层金属控温 坩埚(6)、外层金属控温炉(7)、外层金属(8)、芯部金属液充芯管(9)、外层金属固液界 面(10)、压力罩(11)、上控温结晶器(12)、下控温结晶器(13)、芯部金属固液界面(14)、 二次冷却装置(15)、限位装置(16)、压力传感器(17)、退让装置(18)、窥测孔(19)、托 板(20)组成：外层金属控温炉在芯部金属控温炉的正下方，芯部金属液充芯管上端与芯部 金属控温坩埚下端紧密连接并沿中轴线穿过外层金属控温炉；上控温结晶器的上端与外层金 属控温坩埚下端紧密连接，并与芯部金属液充芯管沿连铸方向装配于同一中轴线上；芯部金 属液充芯管的下端深入外层金属液中，用于隔离外层金属液和芯部金属液；外层金属液在芯 部金属液充芯管外侧和上控温结晶器所形成的铸型内冷却形成外层金属管；芯部金属液通过 芯部金属液充芯管内孔向外层金属管内浇注，冷却凝固后形成复合坯；压力罩与托板边端连 接；托板内侧与下控温结晶器连接，外层金属铸坯由压力罩施加压力顶出。

2.一种包复材料受压顶出充芯连铸精细成形工艺，采用如权利要求1所述设备，其工艺 特征在于外层金属在外层金属控温坩埚中保温和加热，注入由上控温结晶器和芯部金属液充 芯管构成的铸型中凝固成外层金属管，芯部金属由芯部金属控温坩埚保温和加热，通过芯部 金属液充芯管浇注到外层金属管内，在下控温结晶器中熔合和凝固成复合坯；外层金属管的 凝固温度主要由上控温结晶器控制，外层金属管内壁和芯部金属液的复合温度由下控温结晶 器控制；充芯连铸的速度由退让装置控制，退让装置与压力罩一起构成对复合坯的加压系统， 退让装置对复合坯不产生拉力；当退让装置退让时，复合坯从下控温结晶器中被压出；通过 窥测孔能观察充芯连铸情况；压力的大小由金属液高度的压差和压力罩内气体的压强大小来 调节。

3.如权利要求2所述的一种包复材料受压顶出充芯连铸精细成形工艺，其工艺特征在 于：退让装置的退让速度为V＝0～4000mm/min，上控温结晶器的冷却强度为结晶器内的冷 却水流速，该冷却水流速为5～12m/s；二次冷却装置采用风冷或水冷装置，风冷的风速为0～ 5m/s，水冷的喷水速度为0～5m/s，压力罩内气体的压强为0～0.4MPa。