[發明專利]一種多層金屬材料復合鑄件的異步連續疊注制備方法

在審

• 申請號: 201210486985.4
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103100673A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王涇文;章功國;謝勇
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市恒毅機械制造有限公司
• 主分類號: B22D11/00
• 分類號: B22D11/00;B22D11/103
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種多層金屬材料復合鑄件的異步連續疊注制備方法，屬于材料制備技術領域。

背景技術

現代社會中，工程領域對機械零件的要求越來越高，即使是同一零件，其不同部位的性能要求往往截然不同。為滿足上述要求，工程中往往采用由多種材料組成的多層復合零件，而鑄造法則是制備多層復合零件重要方法之一。目前鑄造法制備多層復合鑄件時，采用的為不連續澆注方法，即在前一種材料澆注完成后不立即進行后一種材料的澆注，中間存在時間間隔；所制備的復合鑄件存在著材料層間的冶金結合差、層間結合強度低等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種多層金屬材料復合鑄件的異步連續疊注制備方法，采用連續澆注，通過引入過渡液流凝固后形成過渡層，改善了材料層間的冶金結合條件，使多金屬材料復合鑄件的整體性能得到大為改善和提高，解決了多層材料復合鑄件金屬層間結合力不強的難題。

本發明采用的技術方案如下：

????一種多層金屬材料復合鑄件的異步連續疊注制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）先將前一種液態材料A澆注到鑄型中，此時澆注液流完全由液態材料A組成；

（2）引入過渡液流：當液態材料A的澆注即將完成時逐步減小其澆注流量、同時在液態材料A的液流中逐步加入后一種液態材料B，并采取措施加大液態材料A與液態材料B的溶合，此時澆注液流為由流量逐步減小的液態材料A和流量逐步增加的液態材料B組成的混合過渡液流，此即所謂的疊澆；

（3）當液態材料A的流量降為零時澆注液流完全由液態材料B組成，此時即開始了后一種液態材料的澆注。

????所述的澆鑄液流可以是鑄鐵、鑄鋼、各種合金的澆鑄液。

所述的多層材料復合鑄件中因采用異步連續疊注方法而形成“材料A層＋材料A和材料B組成的過渡層＋材料B層”的構造形式。

本發明使用的異步連續疊澆制備方法，通過在材料層之間形成過渡層，使多層材料復合鑄件中材料層之間的冶金結合條件大為改善，從而使多材料復合鑄件的整體性能得到大為改善和提高，解決了多層材料復合鑄件材料層間結合力不強的難題。

附圖說明

圖1為異步連續疊注各階段液流組成示意圖。

圖2為重力場中采用異步連續疊注法制備多層金屬材料復合鑄件示意圖。

圖3為離心力場中采用異步連續疊注法制備多層金屬材料復合鑄件示意圖。

具體實施方式

下列通過具體實施例對本發明作進一步的說明。

實施例

多層金屬材料復合鑄件的異步連續疊注制備方法包括以下步驟：1、先將前一種液態材料A澆注到鑄型中，此時澆注液流完全由液態材料A組成；2、引入過渡液流：當液態材料A的澆注即將完成時逐步減小其澆注流量、同時在液態材料A的液流中逐步加入后一種液態材料B，并采取措施加大液態材料A與液態材料B溶合，此時澆注液流由流量逐步減小的液態材料A和流量逐步增加的液態材料B混合組成，此即所謂的疊澆；3、當液態材料A的流量降為零時澆注液流完全由液態材料B組成，此時即開始了后一種液態材料的澆注，澆注過程中各階段的液流組成如圖1所示。最終在鑄件中形成了“材料A層＋材料A和材料B組成的過渡層＋材料B層”的構造。

異步連續疊澆法可在自然重力、外加離心力等力場中實現。圖2為在自然重力場下采用異步連續疊澆法制備三層材料復合鑄件示意圖。如圖2（a）所示，首先通過澆道1澆注液態材料A；待液面上升至Ⅰ位置時，從澆道2依次連續注入由流量逐步減小的液態材料A和流量逐步增加的液態材料B混合組成的過渡液流、液態材料B組成的液流；待液面上升至位置Ⅱ時，通過澆道3依次連續注入由流量逐步減小的液態材料B和流量逐步增加的液態材料C混合組成的過渡液流、液態材料C組成的液流直至澆注完成。冷卻后即可得到如圖2（b）所示的鑄件，自下而上依次為材料A層、（A+B）過渡層、材料B層、（B+C）過渡層、材料C層。

圖3為在離心力場下采用異步連續疊澆法制備三層材料復合鑄件示意圖。液流A、過渡液流（A+B）、液流B、過渡液流（B+C）、液流C依次通過澆道注入，在離心力的作用下，形成由材料A區、（A+B）過渡區、材料B區、（B+C）過渡區、材料C區組成的多層復合鑄件。