一种包覆型双金属复合材料制备工艺及设备的制作方法

文档序号:12623195阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种包覆型双金属复合材料制备工艺,其特征在于:首先将制造好的所需材质和尺寸的外层复合材料管(6)内壁表面进行除油、除锈处理后,采用丙酮进行清洗,然后在清洗好的表面均匀涂覆一层高温防氧化涂料,将其固定在浇注底板(13)上面的金属液出口处的中心位置上,在外层复合材料管(6)的外部包覆一层耐火材料纤维(8),或者安装有传导加热套(19),启动升降设备上的传动系统1转动升降螺杆(3)或液压缸(3)带动安装在升降立柱(2)上的升降臂(4)以所设定的速度将安装在升降臂(4)上面的电磁感应加热器(5)下降到外层复合材料管(6)的底部,启动电磁感应加热电源,使感应加热器(5)直接对外层复合材料管6进行整体加热,或者感应加热器(5)通过安装在外层复合材料管(6)外部的传导加热套(19)对外层复合材料管(6)进行整体加热,通过安装在外层复合材料管(6)上面的测温热电偶(15)进行测温和控制加热温度,待加热到600℃~1000℃后,将冶炼好的所需复合成分的内层复合材料金属液(7)倒入浇注包(9)内,将浇注包(9)内的金属液按照所预定的浇注程序通过浇注漏斗(10)、中注管(11)、浇铸流道砖(12)内的浇注流道(14)浇入外层复合材料管(6)内,在浇注过程中,电磁感应加热器(5)不停止加热,金属液(7)浇注完毕后,感应加热器继续进行加热10~30分钟,使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态,以增加液固时间,使界面形成冶金结合,当金属液(7)浇注到冒口处时采取点注方式浇注以对冒口进行补缩,浇注完毕后,将保温剂加入到保温冒口内;

当采用顶部直接浇注时,将浇注包(9)和浇注管(27)一起移到外层复合材料管(6)内孔上方,将浇注包(9)对准复合材料管(6)内孔中心,开始从浇注管(27)浇入内层复合材料金属液(7),金属液(7)浇注到复合材料管(6)内的型腔后,根据浇注速度逐步将浇注包(9)和浇注管(27)一起向上提升,当金属液(7)浇注到冒口处时采取点注方式浇注以对冒口进行补缩,浇注完毕后,将保温剂加入到保温冒口内;

启动升降装置,通过升降臂(4)以所设定的速度将安装在升降臂(4)上面的电磁感应加热器(5)以一定的速度向上提升,使电磁感应加热器(5)逐步脱离复合层,同时打开底水箱(17)的进水管(16)和出水管(18),使在底水箱(17)由下向上的逐层冷却下,形成逐层顺序凝固,并根据质量要求通过控制电磁感应加热器(5)在不同的区域内的上升速度,实现区域定向凝固,经过5~25分钟升到保温冒口处停止,继续对保温冒口处进行加热10~50分钟,以延迟保温冒口凝固时间,对冒口进行补缩,达到预定时间后停止加热,关闭底水箱进水管,松开外层复合材料管(6)的固定装置,将铸造好的界面呈冶金结合的由外层复合材料(6)和内层材料(7)和中间为双金属复合界面混合层(29)的包覆型双金属复合材料从浇注底板(13)上面吊出;

当采用燃气加热时,打开燃气供气管24的阀门,点燃燃气喷嘴(23),调整燃气量大小,通过高温燃气对外层复合材料管(6)进行加热,当浇注完毕后,打开底水箱(17)的进水管(16)和出水管(18),通过底水箱(17)产生由下向上的逐层冷却,同时将燃气喷嘴(23)由下向上逐层停止加热,使内层材料(7)形成由下向上逐层顺序凝固,并根据质量要求通过控制燃气喷嘴(23)在不同的区域内的加热时间和加热量的大小,实现区域定向凝固;

所述的包覆型双金属复合材料的外层材料(6)的材质为不锈钢、模具钢、工具钢、高速钢、合金钢、低碳钢、铸钢、铸铁、合金铸铁、高铬铸铁、钛、铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、镍基合金其中之一种;

所述的内层内层复合材料(7)的材质为不锈钢、模具钢、模具钢、合金钢、低碳钢、铸钢、铸铁、合金铸铁、高铬铸铁、钛、铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、镍基合金其中之一种。

2.一种实现包覆型双金属复合材料制备工艺的设备,其特征是:该设备由升降设备、感应加热设备、燃气加热设备、浇注系统组成;所述的升降设备为单立柱式或者龙门式结构,在升降立柱(2)上安装有传动系统1,通过传动系统(1)转动升降螺杆(3)或液压缸(3)带动安装在升降立柱(2)上的升降臂(4)以所设定的速度上下移动,在升降臂(4)的上面安装有电磁感应加热器(5),电磁感应加热器(5)与电磁感应电源控制柜相连接,在升降设备的下部安装有浇注底板(13),在浇注底板(13)上开有浇注流道曹,在浇注底板(13)上的浇注流道曹内安装有耐火材料制作的浇注流道砖(12),外层复合材料管(6)固定在浇注底板(13)的上面,在外层复合材料管(6)的外部包覆一层耐火材料纤维(8),或者安装有传导加热套(19),电磁感应加热器(5)安装在外层复合材料管(6)外面的耐火材料纤维(8)的外部,或者直接安装在外层复合材料管(6)的传导加热套(19)的外部,在外层复合材料管(6)的侧面安装有中注管(11),中注管(11)的下部与浇注流道砖(12)相连接,浇注流道砖(12)内有浇注流道(14),金属液出口安装在外层复合材料管(6)底部的中心位置,中注管(11)的上部安装有浇铸漏斗(10),在浇注漏斗(10)的上面有浇注包(9),在外层复合材料管(6)的上面安装有保温冒口(25)和测温热电偶(15),在浇注底板(13)的下面安装有底水箱(17),在底水箱(17)一侧的下部安装有进水管(16),在底水箱(17)一侧的上部安装有出水管(18);

当采用燃气加热时,在外层复合材料管(6)的外部安装有保温模具(20),保温模具(20)固定在浇注底板(13)的上面,在保温模具(20)的内层贴有保温耐火材料(21),在保温模具(20)与外层复合材料管(6)的中间间隙内安装有燃气供气管(24),在燃气供气管(24)的上面均匀的安装有燃气喷嘴(23),在保温模具(20)的上面安装有保温盖板(22);

当采用顶部直接浇注时,在浇注包(9)的下面安装有吊挂卡槽(26),浇注管(28)的上端安装有浇口杯(27),浇口杯(27)通过吊挂卡槽(26)与浇注包(9)相连。

3.根据权利要求1所述一种包覆型双金属复合材料制备工艺,其特征是:所述的外层复合材料管(6)为无缝管或者直缝焊管或者螺旋焊管,形状包括圆形或矩形。

4.根据权利要求1所述一种包覆型双金属复合材料制备工艺,其特征是:所述的传导加热套(19)的材料为石墨或碳化硅。

5.根据权利要求1所述一种包覆型双金属复合材料制备工艺,其特征是:所述的电磁感应电源为工频感应电源、中频感应电源、高频感应电源,频率为500Hz~10000Hz。

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