[发明专利]整体壁板类薄壁金属构件同步铸轧无模成型方法

摘要

整体壁板类薄壁金属构件同步铸轧无模成型方法。本发明涉及一种微尺度同步铸轧方法和装置，采用本发明的方法，可直接制备出结构复杂，力学性能要求高的整体壁板类薄壁金属构件，如高速运载工具的铝合金或钛合金整体壁板零部件。本发明所述的制备方法可以大幅缩短制造金属构件的生产流程，省却常规制造方法中需要反复进行的机械加工和热处理工艺，因而可以大幅度降低能量消耗和提高材料的利用效率。该方法可以通过调控堆积层的厚度来调控构件的尺寸精度和表面质量，还可以通过调控同步铸轧空间内的温度场和应力场来调控构件的致密程度与晶粒的细化程度以及堆积层界面的冶金结合质量，实现金属构件的近净成型甚至净成型。

主权项

一种金属构件微尺度同步铸轧无模成型方法，其特征在于，包括如下步骤：1)从熔炼炉获取液态金属；2)将上述液态金属引入下方有出料口的中间包，并通过控制温度和搅拌速度，使进入中间包内的金属从全液态逐渐转变为液固两相共存且其温度呈上高下低梯度分布的熔体，对于非共晶合金，控制其固相比例不超过30％；对于共晶合金，控制其出口处温度高于其凝固点至少5％，由此调制为同步铸轧所需的熔体；3)将上述熔体经出料口压入其下方与结晶器或附着在其上的堆积层之间的开放空间，并利用表面张力将其约束在该空间之内；4)在与之接触的熔体朝来流方向定向凝固的同时，结晶器以一定的速度和指定轨迹平行于出料口运动，带出凝固组织，并通过凝固组织与熔体之间的摩擦力抑制和破坏其结晶前沿的枝晶生长，重复步骤3)即可得到具有指定厚度和形状的细晶化凝固组织。