专利名称：一种钢背铝基复合板固液相振动复合方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢背铝基复合板固液相复合方法及装置。
背景技术：
专利号00109241.3，发明名称“液-固相异种金属轧制复合方法及设备”上，阐述了钢背铝基复合板的固液相轧制复合方法，其基本工艺步骤如下1)将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀处理的钢板预热至所需温度；2)在复合浇嘴熔池中进行钢背与铝基覆层金属液的扩散反应，形成复合界面；3)利用轧制系统进行铸轧，使铝基覆层凝固、平整，形成钢背铝基复合板。在该方法中，浇嘴前端与水冷轧辊直接接触，温度低，由于空间狭小，无法对浇嘴前端进行有效的保温，所以铝基金属液经常在浇嘴前端凝固，造成堵嘴现象，导致复合终止，无法保证不间断连续成形的顺利进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服钢背铝基固液相轧制复合方法“堵嘴”的不足，提供一种能够摆脱传统的轧制成形模式、确保钢背铝基固液相复合成形连续进行的方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在钢背铝基固液相轧制复合方法及装置基础上，将钢背铝基固液相轧制复合的冷却与平整装置-轧制系统去掉，在原轧制系统的位置上，利用安装在浇嘴底部的喷水冷却装置，从钢板下面进行冷却，冷却速度为250～350℃/min，由喷水速度控制；同时，利用安装在上部的振动装置，在浇嘴出口端实施振动，从铝基覆层上部进行平整，振动装置的振动频率大于5kHz、声强大于5.0w/cm2，经过10～20秒的冷却与平整后，形成复合板。
本发明的有益效果是本发明，利用喷水冷却装置，实现铝基覆层的凝固；利用振动装置，实现复合板的平整。复合板在凝固、平整后直接出嘴，实现了钢背铝基固液相不间断、连续复合成形，解决了常规钢背铝基固液相轧制复合方法的“堵嘴”问题。
图1为本发明的钢背铝基复合板固液相振动复合装置示意图的主视图。
图中1.经过脱脂、除锈、打毛、浸镀、预热处理的钢板，2.浇嘴底座，3.复合浇嘴，4.铝基覆层金属液，5.冷却及振动装置支架，6.振动装置，7.喷水冷却装置，8.复合板，9.复合板卷曲装置。箭头所指方向为复合板运动方向。
图2为本发明的钢背铝基复合板固液相振动复合装置示意图的俯视图。
图3为本发明的钢背铝基复合板固液相振动复合装置示意图的仰视图。
图4为本发明的钢背铝基复合板固液相振动复合装置示意图的C-C剖视图。
具体实施例方式
结合附图1、2、3、4，对本发明进行说明。
本发明的复合装置如下在常规钢背铝基固液相轧制复合装置基础上，将冷却与平整装置-轧制系统去掉，在原轧制系统的位置上，将振动装置6和喷水冷却装置7采用机械连接方式固定于冷却及振动装置支架5上，振动装置位于复合浇嘴3的出口端，振动装置振动头的侧表面与浇嘴上盖侧表面和浇嘴二侧壁内表面的距离a均为0.3-0.5mm，浇嘴上盖的下表面与振动装置振动头的下表面在同一平面上，与钢板上表面之间的距离为复合板铝基覆层的厚度；喷水冷却装置位于浇嘴底座2前端的孔槽底下，喷水区域与实施振动区域关于复合板对称。
振动装置可以采用市场上购买的振动频率大于5kHz、可在铝基覆层形成声强大于5.0w/cm2纵向振动的任何型号的振动装置，喷水冷却装置的冷却速度为250～350℃/min，由喷水速度控制，冷却与平整时间控制在10～20秒。
以制备钢背Al20Sn复合板为例，对本发明复合方法的具体实施步骤进行说明选用振动频率为8kHz、振动功率为800W、振动头断面为100mm×110mm、声强为7.3W/cm2的振动装置6。
步骤1，将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀处理的1.2mm厚、112mm宽的08Al钢板1预热至500℃；步骤2，起动振动装置6，将700℃的Al20Sn覆层金属液4浇入复合浇嘴3，使金属液与钢板在浇嘴内进行扩散反应，形成复合界面；步骤3，打开喷水冷却装置7，在浇嘴底座2前端的孔槽下面，对钢板进行冷却，冷却速度为320℃/min，同时，振动装置从铝基覆层上部进行平整，形成2.5mm厚的复合板8，钢板由复合板卷曲装置9牵引，运动速度为10mm/s。
经过11秒钟的冷却与平整，形成了板面平整、厚度均匀的钢背Al20Sn复合板，界面剪切强度为62MPa，达到了常规钢背铝基固液相轧制复合板的力学性能。
采用本发明方法对钢背Al28Pb复合板的制备如下对预热温度为500℃的1.2mm厚、112mm宽的08Al钢板与700℃的Al28Pb覆层金属液进行固液相振动复合，振动装置的振动频率为5kHz、振动功率为1000W，振动杆断面为100mm×190mm，形成5.2W/cm2的声强，喷水冷却装置的冷却速度为260℃/min，钢板运动速度为10mm/s，经过19秒钟的冷却与平整后，形成了板面平整、厚度均匀的2.5mm厚的钢背Al28Pb复合板，界面剪切强度为64MPa，达到了常规钢背铝基固液相轧制复合板的力学性能。
权利要求
1.一种钢背铝基复合板固液相振动复合方法，其工艺步骤步骤1，将表面经过脱脂、除锈、打毛等处理的钢板预热至所需温度；步骤2，在复合浇嘴熔池中进行钢背与铝基覆层金属液的扩散反应，形成复合界面；步骤3，利用冷却与平整装置进行铝基覆层的凝固、平整，形成钢背铝基复合板；其特征在于，利用安装在浇嘴底部的喷水冷却装置，从钢板下面进行冷却；利用安装在上部的振动装置，在浇嘴出口端实施振动，从铝基覆层上部进行平整。
2.根据权利要求1所述的一种钢背铝基复合板固液相振动复合方法，其特征在于，振动装置的振动频率大于5kHz、声强大于5.0w/cm2，喷水冷却装置的冷却速度为250～350℃/min，喷水区域与实施振动区域关于复合板对称，冷却与平整时间控制在10～20秒。
3.一种钢背铝基复合板固液相振动复合装置，该装置包括经过脱脂、除锈、打毛、浸镀、预热处理的钢板(1)、浇嘴底座(2)、复合浇嘴(3)、铝基覆层金属液(4)、复合板卷曲装置(9)及冷却及平整装置；其特征在于，所述的冷却及平整装置包括冷却及振动装置支架(5)、振动装置(6)、喷水冷却装置(7)；振动装置位于复合浇嘴3的出口端，振动装置振动头的侧表面与浇嘴上盖侧表面和浇嘴二侧壁内表面的距离a均为0.3-0.5mm，浇嘴上盖的下表面与振动装置振动头的下表面在同一平面上，与钢板上表面之间的距离为复合板铝基覆层的厚度；喷水冷却装置位于浇嘴底座2前端的孔槽底下，喷水区域与实施振动区域关于复合板对称；振动装置6和喷水冷却装置7固定于冷却及振动装置支架5上。
全文摘要
一种钢背铝基复合板固液相振动复合方法及装置，属于钢背铝基固液相复合领域，在钢背铝基固液相轧制复合方法及装置基础上，去掉冷却与平整装置－轧制系统，并在原轧制系统的位置上，利用安装在浇嘴底部的喷水冷却装置，从钢板下面进行冷却，同时，利用安装在上部的振动装置，在浇嘴出口端实施振动，从铝基覆层上部进行平整，解决钢背铝基固液相轧制复合方法存在的“堵嘴”技术问题。
文档编号B22D19/16GK1718321SQ20051001221
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月18日 优先权日2005年7月18日
发明者张鹏, 杜云慧, 刘汉武 申请人:北京交通大学