[发明专利]一种采用熔体层铺制备金属基材料的装置及方法

权利要求书

1.一种采用熔体层铺制备金属基材料的方法，其特征在于：该方法中涉及的装置包括物料添加系统（1），位于其下方的三维移动平台（2）以及设于三维移动平台（2）上的、用于对物料添加系统（1）内的物料进行铺铸的强制冷却台（3）；所述物料添加系统为由坩埚系统（4）和增强相加料装置（5）组合而成的系统，坩埚系统（4）包括设于真空室（8）上端的坩埚（11）、设于坩埚（11）内的物料加热装置（12）、设于坩埚（11）上端的坩埚密封装置（13）、进气口（14）、测温器（15）及减压阀（16）；坩埚系统（4）的下端设有窄缝状出料口（6），缝宽为0.01-100mm，长度为1-2000mm，增强相加料装置包括储料室( 17) ，储料室( 17) 内储存的复合材料为晶须、短纤维、纤维网或纤维布；当物料添加系统由坩埚系统（4）和增强相加料装置（5）组合而成的系统时，增强相加料装置（5）的出料口处设有轧辊（7）；所述三维移动平台（2）、强制冷却台（3）、出料口（6）及轧辊（7）位于真空室（8）内，真空室（8）内设有供三维移动平台（2）移动的循环轨道；强制冷却台（3）的为平面状、旋转型盘状、曲面状、环状或柱状，温度在-100~3000℃内调节，该装置还包括与物料添加系统（1）、三维移动平台（2）、强制冷却台（3）及真空室（8）相连接的微机控制系统（9），该装置还包括设于所述坩埚系统（4）的出料口（6）下端、对出料口（6）处的出口物料进行加热的加热装置（10）；

该方法包括如下步骤：

（1）根据制备的金属基复合材料的尺寸参数，确定微机控制系统（9）中三维移动平台（2）的运动参数、坩埚系统（4）的出料口（6）的金属液流出速度及增强相加料装置（5）的出料口速度；

（2）分别向坩埚（11）加入需要熔炼的金属，安装坩埚密封装置（13），通过微机控制系统（9）调节坩埚（11）腔室内的压强和真空室内的真空度，向增强相加料装置（5）的储料室（17）内加入所需的复合材料；

（3）在微机控制系统（9）中分别设定坩埚系统（4）中物料加热装置（12）和出料口的加热装置（10）的控温参数；

（4）待坩埚（11）中的金属全部熔化后，启动三维移动平台（2）、强制冷却台（3）和轧辊（7），按照微机控制系统（9）中设定的运动参数往复运动，进而加工出所需的复合材料；其中，在每个坩埚系统（4）完成作业后，进入下一个坩埚系统（4）前，微机控制系统（9）对三维移动平台（2）的竖向高度进行调整，以顺利进行下一个作业。

2.根据权利要求1所述的采用熔体层铺制备金属基材料的方法，其特征在于：当物料添加系统（1）由坩埚系统（4）和增强相加料装置（5）组合而成时，所述坩埚系统（4）至少2套，增强相加料装置（5）至少1套。