[发明专利]一种Cu-Fe复合材料双熔体混合铸造装备与工艺

权利要求书

1.一种Cu-Fe复合材料双熔体混合铸造设备，其特征在于，包括：

第一熔化炉，用于加热熔化纯Cu；

第二熔化炉，用于加热熔化Cu-Fe合金；

混合腔，通过导流管与所述第一熔化炉和第二熔化炉的出液口连通，将加热熔化后的纯Cu和Cu-Fe合金进行混合；

感应加热器，用于对混合腔内的混合熔体进行加热及电磁搅拌；

结晶器，与所述混合腔的出液口对接；

塞棒机构，用于控制所述第一熔化炉和第二熔化炉的出液口启闭及熔体流量；以及，

对所述第一熔化炉和第二熔化炉内的气压进行调节的气压调节机构；

纯Cu在第一熔化炉内加热至T_a并保温，得到Cu熔体，Cu-Fe合金在第二熔化炉加热至T_b并保温，得到Cu-Fe合金熔体，其中T_a小于T_b；

上述Cu熔体和Cu-Fe合金熔体在混合腔内搅拌混合均匀后冷却制得Cu-Fe复合材料。

2.根据权利要求 1所述的铸造设备，其特征在于：还包括用于测量第一熔化炉、第二熔化炉和混合腔中熔体温度的测温元件。

3.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于：所述结晶器采用水冷结晶器。

4.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于：所述混合腔和导流管的材质为石墨或耐火材料。

5.一种Cu-Fe复合材料双熔体混合铸造工艺，其特征在于：

将纯Cu加热至T_a并保温，得到Cu熔体，将Cu-Fe合金加热至T_b并保温，得到Cu-Fe合金熔体，其中T_a小于T_b；

将上述Cu熔体和Cu-Fe合金熔体搅拌混合均匀后冷却制得Cu-Fe复合材料；

包括如下具体步骤：

步骤1：将纯Cu放入第一熔化炉中，加热至T_a并保温；将纯铜、纯铁按设定比例放入第二熔化炉中，加热至T_b并保温；同时，在两熔化炉内通入惰性气体进行保护；

步骤2：当第一熔化炉和第二熔化炉中的金属熔化和达到目标温度后，启动塞棒机构，使纯Cu熔体和Cu-Fe合金熔体分别通过两个导流管进入混合腔，启动感应加热器，对混合腔中的混合熔体进行加热控温和电磁搅拌；同时，启动气压调节机构，调节炉体内的气压，以控制纯Cu熔体和Cu-Fe合金熔体的注入流速；

步骤3：混合后的熔体经过混合腔下方的出口注入到结晶器，凝固制备得到Cu-Fe复合材料锭坯。

6.根据权利要求5所述的铸造工艺，其特征在于：T_a的取值范围为1100℃~1300℃，T_b的取值范围为1400℃~1600℃。

7.根据权利要求5所述的铸造工艺，其特征在于：所述混合腔内混合熔体的温度控制在1300~1400℃。

8.根据权利要求5所述的铸造工艺，其特征在于：所述结晶器采用水流量为200~1200L/h的水冷结晶器。

9.根据权利要求5所述的铸造工艺，其特征在于：所述混合腔和导流管的材质为石墨或耐火材料。