[发明专利]一种高压快冷制备金属材料的装置及方法

权利要求书

1.一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，包括：

箱体(1)，上部开设有通孔(7)；

两个支撑板(2)，相对竖直设置在箱体(1)上部，位于通孔(7)的两侧；

安装板(3)，横向设置在两个支撑板(2)之间，两端分别连接在两个支撑板(2)上；

第一液压冲头(4)，设置在安装板(3)的下部；

模具型腔(5)，上下开口结构，设置在两个支撑板(2)之间的箱体(1)上，上部位于第一液压冲头(4)下方，侧壁下部固定连接在箱体(1)上，下部开口与通孔(7)连通；

活动板(6)，设置在通孔(7)内，与模具型腔(5)下部开口相接触，用于堵住模具型腔(5)下部开口；

液压伸缩杆(8)，设置在箱体(1)内部，一端连接在活动板(6)底部，另一端连接在箱体(1)底部；

两个第二液压冲头(9)，对称设置在箱体(1)内部相对的两个侧面上，用于对金属铸件进行挤压；

淬火机构，设置在箱体(1)内部，用于对金属铸件进行淬火。

2.根据权利要求1所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述模具型腔(5)侧壁内部设置有冷却系统，所述冷却系统包括冷却管(10)，所述冷却管(10)在模具型腔(5)内部围绕模具型腔(5)呈螺旋形，所述冷却管(10)的进水口位于模具型腔(5)侧壁下部，所述冷却管(10)的出水口位于模具型腔(5)侧壁上部。

3.根据权利要求2所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述淬火机构包括多个高压喷头(14)，多个所述高压喷头(14)分别设置在箱体(1)内顶部与底部，所述箱体(1)内顶部的高压喷头(14)均匀分布在通孔(7)的周围，所述箱体(1)内底部高压喷头(14)均匀分布在液压伸缩杆的周围。

4.根据权利要求3所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述箱体(1)侧壁底部设置有多个排水口(11)。

5.根据权利要求4所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述模具型腔(5)内壁上设置有温度传感器(12)，所述安装板上设置有控制面板(13)，所述控制面板(13)分别与温度传感器(12)、第一液压冲头(4)、液压伸缩杆(8)、第二液压冲头(9)电连接。

6.一种高压快冷制备金属材料的方法，采用如权利要求1～5任意一项所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将金属熔体从模具型腔(5)顶部开口浇入模具型腔(5)中，开启位于模具型腔侧壁内部的冷却系统，使金属熔体初步凝固；

步骤2，通过控制面板(13)启动第一液压冲头(4)，第一液压冲头(4)以设定的挤压速度向初步凝固的金属熔体施加压力，冷却系统继续运行，通过温度传感器(12)监测完全凝固后的金属固体；

步骤3，当温度下降到淬火温度时，通过控制面板(13)启动液压伸缩杆(8)向下收缩，配合第一液压冲头(4)向下的冲力，将金属固体挤出模具型腔(5)，同时关闭第一液压冲头(4)，液压伸缩杆(8)带动活动板(6)向下移动到两个第二液压冲头(9)之间，通过控制面板(13)启动两个第二液压冲头(9)，两个第二液压冲头(9)以设定的挤压速度对金属固定施加压力，同时启动高压喷头(14)，对金属固定进行淬火，得到金属铸件。

7.根据权利要求6所述的一种高压快冷制备金属材料的方法，其特征在于，所述步骤2中第一液压冲头(4)挤压金属熔体挤压比压为300～400MPa，冷却速度为8～9K/s。

8.根据权利要求6所述的一种高压快冷制备金属材料的方法，其特征在于，所述步骤3中两个第二液压冲头(9)金属固体得挤压比压为250～300MPa，淬火冷却速度为750～850K/s。