一种液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开的一种液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，包括固定在牌坊（6）上的铸扎机（7）和铸嘴装置（8），其特征是：还包括卷取机（2），所诉卷取机为一台或二台，其上卷有皮材-合金带材（1），该皮材-合金带材经导向及牵引机构直接导入铸扎机（7）前端的复合区，与铸嘴装置（8）送入的芯材-液态基材表面接触，通过铸轧机轧辊连续轧制出冶金结合的金属复合板带。解决了现有铸轧设备体积大、投资成本高、复合工艺复杂，生产周期长，复合界面不能达到冶金结合的问题，使复合板带的结合界面之间实现冶金结合，达到缩短生产周期，减少生产工序、提高生产效率、降低生产成本、保证产品后期加工质量的目的。
【专利说明】一种液态绍基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸乳设备
【技术领域】
[0001]本发明属于复合铸轧设备【技术领域】，主要涉及一种液态铝基板带与单一金属或 合金板带冶金结合的复合铸轧设备。适用于所有金属复合板带的生产。
技术背景
[0002]随着科学技术的飞速发展，通过各种不同连接方法将不同金属材料复合为一体，制备成金属复合板带，得到单层金属材料所不具有的物理、化学性能以及力学特性，满足高强度、耐腐蚀、抗疲劳性、导电性，工作温度下稳定性好的要求，同时可降低成本。因此,开
发研制新型金属复合材料具有十分紧迫的现实意义，也必将带来显著的经济效益和社会效.、/
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[0003]金属复合板带材料是由两种或两种以上金属经复合而形成的一种新型材料，目前，公知的复合工艺有很多种，传统的有爆炸焊接、钎焊、摩擦焊、闪光焊、固态-半固态、冷车U热轧等方法生产，这些方法虽然各有利弊，但生产的复合带板均不同程度的存在结合力不强，容易分层、断裂、起皮，成品率低，成本较高的问题。以轧制为例:需要将芯材原料和皮材原料分别经过铸锭、退火、铣面、热扎、矫直、下料切边等工序制成芯材和皮材的复合坯料，然后再将复合坯料皮材+芯材或皮材+芯材+皮材经点焊固定热扎后、再用铸轧机冷扎后复合为一体，有时需多次冷扎。不仅生产工序多，周期长，成本高，而且对铝铸轧的压制力有一定的要求，致使设备体积庞大、投资成本增高，给运输、安装、维护等带来诸多不便。
[0004]铸轧法是目前较理想的生产金属复合板带的方法，此法是将铸造与轧制法结合起来，既有液相高温，又有轧制压力，能够实现较高的复合强度，由于可以连续生产，有效提高了生产率高、降低了成本低。但是，这种方法在生产过程中受空气湿度的影响较大，当空气湿度大于40%时很难进行双面复合，湿度达到60%时，几乎不能再进行复合，即便进行了复合，由于水分子在高温下会迅速膨胀，并在铜铝的复合界面形成水泡，影响结合强度，生产的铜铝复合板带在后期的加工生产中仍然会存在冲孔易分层起泡、折弯开裂脱落等问题。为解决空气湿度对复合强度影响，目前采用的措施是利用喷气式液化气喷头对轧棍表面进行烘烤加热，但是由于其仅对轧棍进行烘烤加热，而对复合板带板带没有进行烘烤加热，轧棍与金属板带之间存在的温差仍然会使空气中的水分子凝结在铜铝的复合界面形成水泡，因此这种烘烤加热方式有一定的局限性，不能从根本上消除铜铝复合界面的水泡问题。另外，这种铸轧法是将半固态的铝或铝合金和固态铜板带进行连续铸轧制得，两种金属分子之间不能实现冶金结合，生产出的铜铝复合带板在后期的深加工中有时还会出现分层脱裂、折弯断裂等缺陷，影响产品的成品率和生产成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，解决了现有铸轧设备体积大、投资成本高、复合工艺复杂，生产周期长，复合界面不能达到冶金结合的问题，使复合板带的结合界面之间实现冶金结合，达到缩短生产周期，减少生产工序、提高生产效率、降低生产成本、保证产品后期加工质量的目的。
[0006]本发明实现上述目的采取的技术方案是:一种液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，包括牌坊、铸扎机、铸嘴装置和卷取机，所述卷取机为一台或二台，其上卷有皮材-合金带材，该皮材-合金带材经导向及牵引机构直接导入铸扎机前端的复合区，与铸嘴装置送入的芯材-液态基材表面接触，通过铸轧机轧辊连续轧制出冶金结合的金属复合板带。
[0007]本发明所述的卷取机为二台，其中上卷取机固定在牌坊上，下卷取机固定在牌坊下方的地坑中。
[0008]本发明在所述卷取机的出口部位均设置有对皮材-合金带材的复合面进行刷磨的刷磨机。
[0009]本发明还设置有除湿装置，该除湿装置包括加热器和热风喷管，热风喷管固定在所述牌坊上铸扎机的轧辊进口部位，对复合区域的轧辊和皮材-合金带材进行连续吹烤除湿，使轧辊和皮材-合金带材在复合时的温度保持在150-200°C。
[0010]本发明所述的卷取机同轴设置。
[0011]本发明通过在通用的铝铸轧机的牌坊上方和前下方设置两卷取(开卷)机，将需复合的固态金属板带置于卷取(开卷)设备上，由卷取机把需要复合在芯材-铝液基材上的皮材-合金带材直接导入复合区与液态基材在铝铸轧机上实现连续轧制，不但缩短了金属复合板带材的生产周期、减少了生产工序、提高生产效率，而且降低了铝铸轧机压制力的要求，由此，降低了设备投资成本、减小了设备的体积，方便运输、安装和维护。通过设置刷磨机，用于清除固态金属上的氧化物，对进入复合区的皮材-合金带材进行刷磨，有效去除复合合金带材复合面的氧化物，加强了冶金结合强度。通过设置除湿装置，用于清除固态金属复合面和轧辊面的水分对复合区域的轧辊和皮材-合金带材进行连续吹烤除湿，使轧辊和皮材-合金带材在复合时的温度保持一致，复合时不会产生水汽和形成氧化，避免了水分子凝结在复合界面形成水泡影响结合强度，在后期的深加工中不会出现分层脱裂、折弯断裂等缺陷，保证了产品的后期加工质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图。
[0013]图中:1、皮材-合金带材，2、卷取机，3、导向机构，4、刷磨机，5、牵引机构，牌坊，7、铸扎机，8、铸嘴装置，9、加热器，10、热风喷管，11、地坑。
【具体实施方式】
[0014]结合附图，给出本发明的实施例如下:
如图1所示:本实施例所述的液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备主要包括铸扎机7、卷取机2、加热器9和刷磨机4，铸扎机7采用的是公知的水平式铝铸扎机，其固定在牌坊6上，用于将芯材-铝液基材送入复合区的铸嘴装置8的前端位于铸扎机7铸扎棍的进口部位的复合区部位，后端与铝液流槽连通。卷取机2(也叫开卷机)采用的是常规设备，作用是将需复合的皮材-合金带材I卷入其上。卷取机2可设置一台，也可设置二台，对于生产二层金属复合带材采用一台卷取机即可一次生产，对于生产三层金属复合带材需采用二台卷取机一次生产。对于生产三层以上的金属复合带材，只需将一次复合后的金属复合带材再次卷在卷取机上，再次进行复合生产即可。本实施例设置有二台卷取机2，其中上卷取机固定在牌坊6上，下卷取机固定在牌坊下方的地坑11中。上、下卷取机均同轴设置。上、下卷取机上的皮材-合金带材I分别经导向机构3、牵引机构5直接导入铸轧机轧辊前端的复合区，与由铸嘴装置8送入的芯材-铝液基材表面接触，然后通过铸轧机轧辊连续轧制出冶金结合的复合板带。导向机构3采用的是常规的导向棍，牵引机构5采用的是常规的牵引机。
[0015]为了进一步加强冶金结合强度，去除复合合金带材复合面的氧化物，在卷取机2的出口部位均设置有刷磨机4，对皮材-合金带材I的复合面进行刷磨。刷磨机采用的也是常规的设备，安装在卷取机与铸扎机7之间，靠近卷取机的位置。
[0016]为避免空气湿度对复合强度的影响，设置有除湿装置。该除湿装置由加热器9和热风喷管10组成，加热器9采用的是电加热，即在一密闭的箱体内设置电加热丝，加热生产的热风通过高压泵引入热风喷管10，热风喷管10固定在牌坊6上铸扎机的轧辊进口部位，对复合区域的轧辊和皮材-合金带材进行连续吹烤除湿，使轧辊和皮材-合金带材在复合时的温度保持在150-200°C。当铜带和轧棍的温度高于200°C时,会出现氧化现象；当铜带和轧辊的温度高于150°C时，达不到干燥的目的。
[0017]由此使铜板带与铝液在复合时不会产生水汽和形成氧化，避免了水分子凝结在铜铝复合界面形成水泡影响结合结合强度，保证了产品的后期加工质量。
[0018]生产时，将铝锭放入天燃气熔炼炉中进行熔化，将完全熔化后的铝液流入静置炉中静置后，经在线除气、过滤后流入流槽通过铸嘴装置8送入复合区，同时，卷取机2上的皮材-合金带材I在导向机构3和牵引机构5作用下直接导入复合区；刷磨机对导入的皮材-合金带材I的复合面进行去除复合面氧化物处理，除湿装置对复合区域的轧辊和皮材-合金带材进行连续吹烤除湿，使轧制的复合板带的结合界面达到冶金结合。
【权利要求】
1.一种液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，包括固定在牌坊(6)上的铸扎机(7)和铸嘴装置(8)，其特征是:还包括卷取机(2)，所诉卷取机为一台或二台，其上卷有皮材-合金带材(I )，该皮材-合金带材经导向及牵引机构直接导入铸扎机(7)前端的复合区，与铸嘴装置(8)送入的芯材-液态基材表面接触，通过铸轧机轧辊连续轧制出冶金结合的金属复合板带。
2.根据权利要求1所述的液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，其特征是:所述的卷取机(2)为二台，其中上卷取机固定在牌坊(6)上，下卷取机固定在牌坊下方的地坑(11)中。
3.根据权利要求1或2所述的液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，其特征是:在所述卷取机(2)的出口部位均设置有对皮材-合金带材(I)的复合面进行刷磨的刷磨机(4)。
4.根据权利要求1或2所述的液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，其特征是:还设置有除湿装置，该除湿装置包括加热器(9)和与其连通的热风喷管(10)，热风喷管固定在所述牌坊(6)上铸扎机(7)的轧辊进口部位，对复合区域的轧辊和皮材-合金带材进行连续吹烤除湿，使轧辊和皮材-合金带材在复合时的温度保持在150-200。。。
5.根据权利要求1或2所述的液态铝基板带与单一金属或合金板带冶金结合的复合铸轧设备，其特征是:所述的卷取机同轴设置。
【文档编号】B21B45/00GK103599935SQ201310501990
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】郭红庆, 田凯 申请人:洛阳市伟创复合材料科技有限公司, 郭红庆