[发明专利]一种金属包覆材料固/液连铸复合成形设备与工艺方法

摘要

一种金属包覆材料固/液连铸复合成形设备与工艺方法，属于金属层状复合材料制备技术领域。连铸复合设备由包覆层金属熔化系统和连续铸造复合系统组成。包覆层金属在熔化坩埚中进行熔化后，通过导流管进入复合装置的铸型中在芯材和水冷结晶器的冷却作用下凝固并于芯材复合成一体。采用由冷型段和热型段构成的热冷组合铸型，可精确控制包覆层金属液温度以及包覆层金属与芯材的界面反应，避免生成过厚的界面扩散层和金属间化合物层，提高包覆层金属和界面结合质量。本发明适合于制备包覆层金属致密、厚度均匀、包覆比可调、表面质量与界面冶金结合质量好的高性能金属包覆材料，具有设备简单、流程短、近终形、生产效率高、节能降耗、生产成本低等优点。

主权项

一种金属包覆材料固/液连铸复合成形设备，其特征在于成形设备由熔化坩埚、坩埚加热器、测温仪、塞棒、导流管、芯材导向装置、芯材保护装置、复合装置、铸型、铸型加热器、水冷结晶器、二次冷却装置、牵引装置组成，熔化坩埚(1)、坩埚加热器(3)、测温仪一(4)和塞棒(5)构成包覆层金属熔化系统；由导流管(6)、芯材导向装置(8)、芯材保护装置(9)、复合装置(10)、测温仪二(11)、铸型加热器(12)、铸型(13)、水冷结晶器(14)、二次冷却装置(15)和牵引装置(16)构成连续铸造复合系统；熔化坩埚(1)底部与复合装置(10)通过导流管(6)相连接，塞棒(5)安装在导流管(6)的上方，用于控制包覆层金属液(2)通过导流管(6)进入复合装置(10)和铸型(13)；坩埚(1)中包覆层金属液(2)的温度由加热器(3)和测温仪一(4)通过控温系统进行控制；芯材导向装置(8)、芯材保护装置(9)、复合装置(10)、铸型(13)、铸型加热器(12)、水冷结晶器(14)、二次冷却装置(15)、牵引装置(16)沿牵引方向依次配置；牵引装置(16)用于使芯材(7)连续穿过芯材保护装置(9)进入复合装置(10)和铸型(13)中，在铸型(13)内与包覆层金属连续复合后从铸型(13)拉出，获得包覆材料(17)；芯材导向装置(8)安装在芯材保护装置(9)的上方，用于对芯材(7)进行对中和引导；向芯材保护装置(9)通入保护性气体，对通过其内部的芯材(7)起到防氧化作用；通过导流管(6)进入复合装置(10)和铸型(13)中的包覆层金属液(2)发生凝固并与芯材(7)复合成一体；铸型(13)的上半部分在加热器(12)的作用下构成铸型的加热段，铸型(13)的下半部分在水冷结晶器(14)的作用下构成铸型的冷却段，通过调节热型段的加热温度和冷型段的冷却强度，使流入铸型(13)的包覆层金属液(2)在热型段和冷型段之间的位置与芯材(7)复合，实现连续成形。