整体壁板类薄壁金属构件同步铸轧无模成型方法与流程

文档序号:12007228阅读:来源:国知局
整体壁板类薄壁金属构件同步铸轧无模成型方法与流程

技术特征:
1.一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。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤5)按照待制造零部件的三维数字切分图形的切片方向与分切厚度,设定结晶器的运动轨迹,逐层加工和堆积上述凝固组织并使其层间界面实现冶金结合。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤1)-5)在真空或者惰性气体的保护下进行。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中,所述液态金属是全液态金属。5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中,所述金属熔体的搅拌速度为0.5Hz-1.5Hz。6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)中,所述开放空间位于中间包出料口的下方和结晶器或附着在结晶器表面上的堆积层的上方,其高度为毫米至微米尺度范围内。7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)中,对于希望实现近净或者净成型的金属构件,所述开放空间的高度不超过100微米。8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤4)中,所述的结晶器的运动速度为1-50厘米/秒范围之内。9.如权利要求1-8任一所述的方法采用的装置,其特征在于,包括熔炼炉、中间包、结晶器,以及保护气氛提供装置,其中熔炼炉用于提供液态金属,其出口与中间包入口连接;所述中间包包括搅拌装置和温度梯度控制系统,其底部设置出口,所述中间包出口下方设置结晶板;所述保护气氛提供装置提供保护气氛,用于保护所述液态金属从熔炼炉出口直至在结晶板上冷却成型的整个过程。10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述中间包底部出口的形状:当堆积层的宽度为毫米尺度,出料口为相应尺度的圆形;若堆积层的宽度大于毫米尺度,则出料口为方形,其短边为毫米尺度、其长边对应堆积层的宽度;所述中间包还包括压力控制系统,所述压力控制系统用于将金属熔体压出中间包的出口,同时控制该熔体不溢出出料口下方与结晶器或附着在其上的堆积层之间的开放空间。11.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述结晶器还包括能够使结晶器在x,y,z轴方向移动的运动部件;所述结晶器还包括水循环系统,所述水循环系统用于加快压出出口的金属熔体的冷却速度。
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