[发明专利]一种用于制备多金属纤维复合材料的装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于制备多金属纤维复合材料的装置，包括熔炼室，所述熔炼室的下方设置有冷却成型室，侧面设置有搅拌棒，其特征在于：所述熔炼室通过通气管道与机械泵连通，其底部设置有第一坩埚和第二坩埚，其侧壁设置有通气口，所述通气口上设置有控制阀门，所述冷却成型室内部设置有制备多金属纤维复合材料的模具，第二坩埚用于承载熔炼后的合金液，其底部与模具的型腔连通，所述型腔内部沿其轴向设置有多根金属纤维，所述第一坩埚用于承载待熔炼的金属颗粒或粉末，所述机械泵用于对熔炼室进行抽真空，进而对模具的型腔进行抽真空，

多根所述金属纤维的两端均通过薄板设置在型腔相对的两个外侧壁上，所述薄板上设置有多个通孔和第一螺纹孔，在所述外侧壁对应通孔的位置设置有沿金属纤维延伸的第二螺纹孔，所述通孔与第二螺纹孔通过螺栓连接，所述第一螺纹孔与无头螺栓配合，所述无头螺栓穿过第一螺纹孔抵达模具的外侧壁的表面。

2.根据权利要求1所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置，其特征在于：所述模具包括上模和下模，所述上模的顶部设置有向底部延伸的第一通孔，底部开设有与待制备多金属纤维复合材料的外形配合的第一凹槽，所述第一通孔的一端与第二坩埚的底部连通，另一端与第一凹槽连通，所述下模的顶部开设有与待制备多金属纤维复合材料的外形配合的第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽配合共同组成与待制备多金属纤维复合材料的外形配合的型腔。

3.根据权利要求1所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置，其特征在于：在两个所述外侧壁的表面均设置有磁铁，两个所述磁铁中心的连线与型腔的轴向中心线重合。

4.根据权利要求2所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置，其特征在于：所述第二坩埚的底部设置有延伸至熔炼室底部的第二通孔，所述第二通孔内部设置有石墨嘴，所述石墨嘴的外径与第二通孔的内径紧配合，沿其轴向设置有供合金液通过的通道，所述通道与第一通孔连通。

5.根据权利要求2所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置，其特征在于：所述下模的底部设置有冷却水管，所述冷却水管与制冷机连通。

6.根据权利要求1所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置，其特征在于：所述通气管道上设置有气动薄膜开关阀K1、气动薄膜调节阀T1和真空压力表，所述真空压力表用于检测通气管道内的真空度，所述搅拌棒进入熔炼室的一端设置有感应线圈，其端部设置有勺头，用于将在第一坩埚里熔炼的合金液冷凝后的固体转移到第二坩埚，所述感应线圈用于对在第一坩埚里熔炼的合金液进行电磁搅拌。

7.一种基于权利要求1所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、借助薄板将多根金属纤维设置在模具的型腔内部，并拉直，再将整个模具放入冷却成型室，并安装到熔炼室的底部；

步骤二、打开熔炼室的上盖，将待熔炼的金属颗粒或粉末放入第一坩埚内，利用机械泵对熔炼室、模具的型腔进行抽真空后，打开熔炼室的开关，对待熔炼的金属颗粒或粉末进行加热；

步骤三、在待熔炼的金属颗粒或粉末的融化过程中，利用搅拌棒进行电磁搅拌和翻面，直至变为合金液；

步骤四、关闭熔炼室的开关，对合金液进行水冷直至凝固成合金块，再利用搅拌棒将其移动至第二坩埚；

步骤五、打开熔炼室的开关，对第二坩埚内部的合金块进行加热，直至再次变成合金液流入模具的型腔，同时打开制冷机对流入模具的合金液进行水冷；

步骤六、水冷完成后，打开熔炼室的通气口对应的控制阀门，待熔炼室内部的气压与室外气压平衡，从冷却成型室中拿出模具，取出铸件。

8.根据权利要求7所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置的控制方法，其特征在于：将多根所述金属纤维的两端分别固定在对应的薄板上，再利用螺栓穿过薄板上的通孔与对应外侧壁的第二螺纹孔配合，但所述薄板与对应外侧壁不接触，两者之间留有间隙，然后，利用无头螺栓穿过薄板上的第一螺纹孔抵达对应外侧壁的表面，通过转动无头螺栓调节多根金属纤维的拉紧程度。

9.根据权利要求7所述的用于制备多金属纤维复合材料的装置的控制方法，其特征在于：在所述第一坩埚里的待熔炼的金属颗粒或粉末被加热至熔融 态，利用搅拌棒的勺头对其进行多次翻面，待加热至合金液态，利用感应线圈对其进行多次搅拌。