[发明专利]复合坯料的制备方法及制备装置

权利要求书

1.一种复合坯料的制备方法，复合坯料包括芯部(1)以及包覆于芯部(1)上的金属外层，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

将芯部(1)的第一端定位放置于引锭头(3)的成型腔内，使芯部(1)的侧壁面与型腔的侧壁面之间的间隙等于金属外层的设计厚度；

将结晶器(2)套于芯部(1)外并与引锭头(3)相贴合，使结晶器(2)的管腔与引锭头(3)的成型腔相连通，且管腔下部的内壁面与芯部(1)的外壁面之间的间隙等于金属外层的设计厚度；

将熔融的外层金属液浇注至管腔和引锭头(3)的成型腔内，直至管腔的底部与引锭头(3)的成型腔内的外层金属液凝固成金属外层的第一端并包覆于芯部(1)的第一端的侧壁面上；

将熔融的外层金属液不断地浇注至管腔内，并根据外层金属液的凝固速度并使引锭头(3)和芯部(1)逐渐下移而结晶器(2)固定，使管腔内的外层金属液从芯部(1)的第一端到第二端凝固成金属外层并包覆于芯部(1)的侧壁面上，从而制得复合坯料；

芯部(1)的第一端置于引锭头(3)内之前，还包括以下步骤：在引锭头(3)的成型腔的底面上铺设金属垫板，金属垫板与金属外层的材料相同，金属垫板的厚度和金属外层的设计厚度相同，以形成包覆于芯部(1)第一端端面的金属端面层；金属垫板上还刻有对中标志，根据对中标志将芯部(1)的第一端置于引锭头(3)的成型腔内，使芯部(1)的外壁面与成型腔的内壁面之间的间隙等于金属外层的设计厚度。

2.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，

浇注外层金属液时，外层金属液的浇注速度、外层金属液的凝固速度以及引锭头(3)带动芯部(1)下移的速度三者相匹配。

3.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，将熔融的外层金属液浇注至管腔和引锭头(3)的成型腔内，还包括以下步骤：

外层金属液的液面高度高于成型腔的顶部边缘2cm-5cm后，通过冷却装置(5)根据管腔下部的外层金属液的凝固速度对管腔下部进行冷却。

4.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，将熔融的外层金属液不断地浇注至管腔的成型段内，还包括以下步骤：

外层金属液的液面高度低于管腔的顶部边缘3cm-5cm时，通过加热装置(4)根据管腔上部的外层金属液的凝固速度对管腔上部进行加热。

5.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，芯部(1)的第一端置于引锭头(3)内之前，还包括以下步骤：

通过车削、刨铣和/或磨削将芯部(1)的表面进行预处理；

将芯部(1)的表面涂刷硼酸以防氧化；

将芯部(1)的第一端切割平整。

6.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，在浇注外层金属液之前，还包括以下步骤：

在结晶器(2)与引锭头(3)的贴合面上夹塞石棉层，以使结晶器(2)与引锭头(3)贴合紧密，从而防止结晶器(2)与引锭头(3)内的外层金属液泄漏。

7.根据权利要求1所述的复合坯料的制备方法，其特征在于，在浇注外层金属液之前，还包括以下步骤：

在结晶器(2)的管腔的表面与引锭头(3)的成型腔的表面刷覆耐火涂层。

8.一种复合坯料的制备装置，采用权利要求1-7任一所述的制备方法制备复合坯料，其特征在于，

制备装置包括设有管腔的结晶器(2)以及设有成型腔的引锭头(3)，

引锭头(3)的成型腔用于与芯部(1)的第一端配合进行金属外层的第一端的浇铸成型；

结晶器(2)用于套于芯部(1)外以使管腔与芯部(1)配合从芯部(1)的第一端到第二端进行金属外层的浇铸成型；

引锭头(3)相对于结晶器(2)可移动地设置。

9.根据权利要求8所述的复合坯料的制备装置，其特征在于，

制备装置还包括设于结晶器(2)上部的外围的用于对管腔上部进行加热的加热装置(4)以及设于结晶器(2)下部的外围的用于对管腔下部进行冷却的冷却装置(5)。