[发明专利]一种连续制备颗粒增强金属基复合材料的方法及装置

权利要求书

1.一种连续制备颗粒增强金属基复合材料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）金属液基体的制备：对金属液原料及合金进行熔炼，将熔炼到相应出炉温度的金属液倒入保温炉（1）中进行保温，并且控制成型温度；

（2）金属液基体的冷却：通过上引连铸工艺将金属液牵引到引流管（11）中，在设有结晶器Ⅰ（3）的位置将温度降至液相线温度以上10~30℃，使金属液能在接触陶瓷颗粒时部分形核，固定陶瓷颗粒的位置；

（3）陶瓷颗粒的注入：通过加料装置（4）持续稳定地注入陶瓷颗粒，使陶瓷颗粒均匀的分布于在金属液中；

（4）复合材料的成型：将混合金属液继续牵引到设有结晶器Ⅱ（6）的位置，通过结晶器Ⅱ（6）将均匀分布陶瓷颗粒的金属液进行快速冷却，从而制成连续的金属基复合材料。

2.根据权利要求1所述连续制备颗粒增强金属基复合材料的方法，其特征在于：金属基体为钢基或铜基；陶瓷颗粒为碳化钨、碳化硅、碳化硼、碳化钛、硼化钛、氮化硅、氧化铝、氧化锆、锆刚玉的一种或任意比多种，陶瓷颗粒的粒径为0.1~5mm。

3.根据权利要求1所述连续制备颗粒增强金属基复合材料的方法，其特征在于：步骤（1）中出炉温度为液相线温度以上50~150℃，成型温度为液相线温度以上30~100℃。

4.根据权利要求1所述连续制备颗粒增强金属基复合材料的方法，其特征在于：上引连铸工艺的牵引速度为5-500mm/min。

5.权利要求1所述方法所用装置，包括上引连铸装置，所述上引连铸装置包括保温炉（1）、温度计（2）、速度控制装置（7）、位置控制装置（8）、液面控制装置（9）、引锭杆（10），保温炉（1）上方设有引流管（11）, 引锭杆（10）位于引流管（11）内部，引流管（11）的末端设有速度控制装置（7）和位置控制装置（8），保温炉（1）上设有温度计（2）和液面控制装置（9），其特征在于：还包括结晶器Ⅰ（3）、加料装置（4）、结晶器Ⅱ（6），结晶器Ⅰ（3）、结晶器Ⅱ（6）从下到上依次设置在引流管（11）的外面，结晶器Ⅰ（3）与结晶器Ⅱ（6）之间设有一个或多个加料装置（4），加料装置（4）固定在引流管（11）上并与引流管（11）连通。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于：加料装置包括输料管道（5）和输料泵，输料管道（5）内设有多个相互平行的输料通道，随着长度增加输料通道内壁呈粗细交替状变化，输料通道最细位置的内径为0.01~1mm，输料通道最粗位置的内径为最细位置内径的1.5~2.5倍，输料泵的一端与输料管道（5）连通，使物料在输料泵的作用下在输料管道（5）中移动。