一种双连续相复合板材连续铸轧成形装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种双连续相复合板材连续铸轧成形装置，所述方法包括以下步骤：喂料步骤：向金属溶液中喂入已经预制成形的多孔陶瓷板材；浸渗步骤：金属溶液在压力的作用下以渗流的方式进入多孔陶瓷内部形成双连续相复合材料；成形步骤：对浸渗步骤成型的复合材料表面进行轧制，并通过冷却在复合材料表面形成一金属板层。本实用新型所提供的方法可以实现双连续相复合材料的一次连续成形，并且改善了金属相力学特性，提高材料的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。
【专利说明】一种双连续相复合板材连续铸轧成形装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种复合材料连续成形装置，属于复合板材加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着现代科学技术的发展，人们对材料的性能的要求越来越高。两种或两种以上 的材料经过复合工艺而制备成的复合材料，因为可以在各种材料性能上取长补短，综合性 能优于原组成材料而满足各种不同的要求，成为未来材料方向发展的必然趋势。金属基陶 瓷复合材料就是一种既具有陶瓷的高强度、耐高温、抗氧化特性，又具有金属的塑性和抗冲 击性能的高性能复合材料，在航空航天材料、耐高温结构材料、防护材料上有着广泛的应 用。
[0003] 金属基双连续相复合材料是指多孔陶瓷增强体在三维空间内连通，金属基体在三 维空间内也呈连通，增强体和基体相互缠绕的复合材料。金属基体在三维方向伤感相互连 通，使得复合材料在受到外力时可以利用内部连通的金属基体高韧性和承载能力，提高材 料的使用寿命。另外三维方向相互连通的陶瓷相因为具有较高的硬度和抗塑性变形的能 力，可以作为复合材料中的增强相，并且提高材料的高耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。
[0004] 但是现在双连续相复合材料的制备大部分采用的是模具铸压成形，成本较高，成 形时间较长，并且还存在金属溶液浸渗不彻底的可能。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本实用新型提出一种金属溶液浸渗彻底，从而形成复合板材性能 好的双连续相复合板材连续铸压成形装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是：
[0007] -种双连续相复合板材连续铸压成形装置，包括浸渗箱体，在所述浸渗箱体上端 设置有板材输送入口和气体入口，在所述浸渗箱体的下端设置有板材输送出口，在所述板 材输送出口的两侧分别设置一个轧辊，在所述轧辊内设置有冷却结构。
[0008] 所述的冷却结构为设置在轧辊表面内部的环形冷却通道，在冷却通道内设置有冷 却水。
[0009] 在所述浸渗箱体的侧面设置有金属溶液的浇注通道。
[0010] 本实用新型通过对金属溶液表面施加压力，从而强化和提高了金属溶液的渗透能 力，并通过冷却与轧制，不仅可以进一步的提高板材的表面性能，还能通过冷却作用使得金 属溶液在复合材料的表面形成了一层金属板，提高了材料表面韧性和方便了材料的机加 工。
[0011] 而且本实用新型结构简单，操作容易，可以很容易就实现大规模生产，所成形的 复合材料中金属溶液可以充分浸渗。配置了冷却装置，可以使多孔陶瓷内的金属溶液快速 冷却，达到复合材料的快速成形。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是实现本实用新型成形装置的示意图。
[0013] 其中：1、气体入口，2、烧注通道，3、浸渗箱体，4、金属溶液，5、乳棍，6、金属板层，7、 双连续相复合材料，8、多孔陶瓷。
【具体实施方式】
[0014] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本 实用新型制备Sic-Al双连续相复合材料的【具体实施方式】做详细的说明，使本实用新型的 上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用 新型的主旨。
[0015] 如图1所示，本实用新型成形装置包括浸渗箱体3,在浸渗箱体上端设置有板材输 送入口和气体入口，在浸渗箱体的侧面设置有金属溶液的浇注通道2,在浸渗箱体的下端设 置有板材输送出口，在板材输送出口的两侧分别设置一个轧辊5,在轧辊5内设置有冷却结 构，冷却结构为设置在轧辊表面内部的环形冷却通道，在冷却通道内设置有冷却水。
[0016] 利用本发明成形装置生产板材的方法包括以下步骤：
[0017] 喂料步骤：通过喂料机从浸渗箱体3上部封口喂入已经预制成形的多孔陶瓷板材 8〇
[0018] 浸渗步骤：当多孔陶瓷板材8浸入金属溶液4后，在浸渗箱体3内气体压力的作用 下金属溶液4通过渗流的方式进入多孔陶瓷板材8内部形成双连续相复合材料7。
[0019] 成形步骤：在浸渗箱体3下方有双轧辊5,轧辊5内有冷却水，双轧辊即是本实用 新型的冷却装置，同时用以轧制作用。金属溶液4在轧辊5表面冷却凝固，凝固壳层随轧辊 5运动方向逐渐增厚，在双轧辊5的轧缝位置(双辊距离最近处）凝固的金属板层6与双连 续相复合材料7接触，在轧辊5轧制力的作用下，与双连续相复合材料7紧密贴合，也利用 轧制作用改善了金属相力学性能。同时双连续相复合材料7在轧辊5的冷却作用下内部的 液相金属完全凝固，从而连续输出复合材料板材。
[0020] 在所浸渗箱体3的上留有高压气体入口 1，通过高压气体入口 1向浸渗箱体3内充 入高压气体，以维持浸渗箱体3内部在稳定的压力范围0. 2?IMpa。
[0021] 在浸渗箱体3的两侧开设有浇注通道2,金属溶液4通过浇注通道2注入浸渗箱体 3并保持一定的液位高度在轧辊上部KTl5cm处。
[0022] 本实施例所使用装置所需的工艺条件为：A1合金金属溶液温度650°C，多孔陶瓷 预热温度为600°C。金属溶液温度为高于合金液相线温度1(T15°C，多孔陶瓷预热温度为高 于合金固相线温度20~30°C。
[0023] 在本实施例中，在金属溶液4浸渗入多孔陶瓷8过程中，多孔陶瓷板材8喂入速率 为0. 125m/s、双轧辊5转动速率为12转/min、浸渗箱体3内的液位高度保持在轧辊上部 l(Tl5Cm，以保证金属溶液4充分浸渗入多孔陶瓷内部。
[0024] 可以清楚，本实用新型中金属溶液4的浸渗速率、多孔陶瓷板材8喂入速率以及双 辊5转动速率并不是唯一的，只要能以其他速率组合以保证金属溶液4的充分浸渗即可。
[0025] 在本实用新型的双连续相复合板材连续铸轧成形方法中，本实用新型连续地从喂 料机中向浸渗箱体3喂入预制成形的多孔陶瓷板材8,可以达到大批量生产所述的双连续 相复合板材。
[0026] 同时，在本具体实施例中，还可以调整双辊5间距以及浸渗箱体3上部封口间距， 以达到可以铸轧不同厚度的双连续相复合板材7。
[0027] 可以想见的是，本实用新型所适用的多孔陶瓷板材8可以有A1203、SiC、Zr0 2、 3以4、1^2、5102等，所适用的金属基可以包括铝、铜、镁、镍、铁等金属合金。
[0028] 同时，可以想见，本实用新型所使用的冷却装置与轧制装置并不一定仅仅只有本 具体实施例里面的双辊方式，也可以是冷却装置与轧制装置分开，或者采取其他有同样功 能的装置。
[0029] 在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描 述仅是本实用新型的一个较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于此描述的其它方 式或其它装置来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。同时任何熟悉 本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技 术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施 例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所 做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1. 一种双连续相复合板材连续铸轧成形装置，其特征在于：包括浸渗箱体，在所述浸 渗箱体上端设置有板材输送入口和气体入口，在所述浸渗箱体的下端设置有板材输送出 口，在所述板材输送出口的两侧分别设置一个轧辊，在所述轧辊内设置有冷却结构。
2. 根据权利要求1所述的连续铸轧成形装置，其特征在于：所述的冷却结构为设置在 轧辊表面内部的环形冷却通道，在冷却通道内设置有冷却水。
3. 根据权利要求2所述的连续铸轧成形装置，其特征在于：在所述浸渗箱体的侧面设 置有金属溶液的浇注通道。
【文档编号】B21B27/08GK203900096SQ201420145425
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】马强, 陈振乾, 周长军 申请人:兴化市兴东铸钢有限公司