[發明專利]一種藕狀多孔金屬材料的原位反應析出制備裝置及工藝

有效

• 申請號: 201310175547.0
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103240405B
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 劉新華;謝建新
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D27/18
• 分類號: B22D27/18;B22C3/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種藕狀多孔金屬材料的原位反應析出制備裝置的原位反應析出制備工藝，該制備裝置的組成包括熔煉部分和設置于所述熔煉部分下端的結晶部分；

熔煉部分包括：導流槽（1）、塞棒（3）、塞棒升降機構（4）、測溫系統（5）、爐蓋（6）、加熱裝置（7）、坩堝（8）、爐體（9）和導流管（11）；

結晶部分包括水冷結晶器底座（15），鑄模（12）和固定裝置（18）；

其中，所述鑄模（12）通過所述固定裝置（18）安裝在所述水冷結晶器底座（15）上，所述水冷結晶器底座（15）一端設有冷卻水入口（17），另一端設有冷卻水出口（16），所述導流管（11）設置在所述鑄模（12）的垂直上方，所述導流管（11）的另一端與安裝于所述爐體（9）內的所述坩堝（8）底部聯通，所述塞棒（3）置于所述坩堝（8）內，且與所述導流管（11）位于同一軸線上，所述塞棒升降機構（4）與所述塞棒（3）的上端固接，帶動所述塞棒（3）上下升降，所述坩堝（8）的四周設有所述加熱裝置（7），所述爐蓋（6）設置在所述坩堝（8）的上端，所述測溫系統（5）安裝在所述爐蓋（6）上，所述導流槽（1）設置所述爐體（9）的頂端，一端與所述坩堝（8）連接；所述鑄模（12）材質為不銹鋼或陶瓷或石墨；其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1：將金屬材料置于所述坩堝（8）中，通過塞棒升降機構（4）驅動塞棒（3）將所述坩堝（8）底部的導流管（11）上端緊密接觸連接，打開測溫系統（5），設定熔煉溫度為（1.02～1.31）T_m，啟動加熱裝置（7）對所述坩堝（8）內的金屬材料加熱，其中，T_m為金屬熔點；

步驟2：將混合均勻的含水涂層均勻涂覆在所述鑄模（12）的內壁上，并將所述鑄模（12）通過固定裝置（18）固定在水冷結晶器底座（15）上，所述水冷結晶器底座（15）中的通入冷卻水的流量為4～20L/min；

步驟3：當測溫系統（5）監測到所述坩堝（8）內的金屬液的溫度達到設定溫度后，通過塞棒升降機構（4）驅動塞棒（3）升起，將坩堝（8）內的金屬液通過導流管（11）澆鑄到所述鑄模（12）中，進行定向凝固，金屬液與鑄模（12）內壁涂覆的含水涂層中所載有的水分發生反應，生成氫原子并溶入金屬液中，在定向凝固時，由于溶解度降低，氫又重新析出，氣孔和金屬隨著凝固的進行不斷生長，從而獲得藕狀金屬多孔材料。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟1中為防止金屬材料的活潑金屬在空氣中燃燒，在金屬材料上覆蓋厚度為10～30mm的覆蓋劑。

3.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述含水涂層為水基粘結劑或水基粘結劑與耐火材料粉的混合物；其中，所述耐火材料粉為高熔點陶瓷粉，所述水基粘結劑為有機粘結劑或無機粘結劑。