[發明專利]一種雙連續相復合板材連續鑄軋成形方法及裝置

有效

• 申請號: 201410120981.3
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103894414A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 馬強;陳振乾;周長軍
• 申請（專利權）人: 興化市興東鑄鋼有限公司
• 主分類號: B21B1/46
• 分類號: B21B1/46;B21B27/08
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種復合材料連續成形技術。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，人們對材料的性能的要求越來越高。兩種或兩種以上的材料經過復合工藝而制備成的復合材料，因為可以在各種材料性能上取長補短，綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求，成為未來材料方向發展的必然趨勢。金屬基陶瓷復合材料就是一種既具有陶瓷的高強度、耐高溫、抗氧化特性，又具有金屬的塑性和抗沖擊性能的高性能復合材料，在航空航天材料、耐高溫結構材料、防護材料上有著廣泛的應用。

金屬基雙連續相復合材料是指多孔陶瓷增強體在三維空間內連通，金屬基體在三維空間內也呈連通，增強體和基體相互纏繞的復合材料。金屬基體在三維方向傷感相互連通，使得復合材料在受到外力時可以利用內部連通的金屬基體高韌性和承載能力，提高材料的使用壽命。另外三維方向相互連通的陶瓷相因為具有較高的硬度和抗塑性變形的能力，可以作為復合材料中的增強相，并且提高材料的高耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性。

但是現在雙連續相復合材料的制備大部分采用的是模具鑄壓成形，成本較高，成形時間較長，并且還存在金屬溶液浸滲不徹底的可能。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種金屬溶液浸滲徹底，從而形成復合板材性能好的雙連續相復合板材連續鑄壓成形方法及裝置。

本發明所采用的技術方案具體是這樣實現的：

一種雙連續相復合板材連續鑄壓成形方法，包括以下步驟：喂料步驟：向金屬溶液中喂入已經預制成形的多孔陶瓷板材；

浸滲步驟：金屬溶液在壓力的作用下以滲流的方式進入多孔陶瓷內部形成雙連續相復合材料；

成形步驟：對浸滲步驟成型的復合材料表面進行軋制，并通過冷卻在復合材料表面形成一金屬板層。

所述壓力是利用高壓氣體壓力，壓力范圍在0.2～1Mpa。

所述金屬溶液溫度為高于合金液相線溫度10～15℃，多孔陶瓷預熱溫度為高于合金固相線溫度20～30℃。

一種連續鑄軋成形裝置，包括浸滲箱體，在所述浸滲箱體上端設置有板材輸送入口和氣體入口，在所述浸滲箱體的下端設置有板材輸送出口，在所述板材輸送出口的兩側分別設置一個軋輥，在所述軋輥內設置有冷卻結構。

所述的冷卻結構為設置在軋輥表面內部的環形冷卻通道，在冷卻通道內設置有冷卻水。

在所述浸滲箱體的側面設置有金屬溶液的澆注通道。

本發明通過對金屬溶液表面施加壓力，從而強化和提高了金屬溶液的滲透能力，并通過冷卻與軋制，不僅可以進一步的提高板材的表面性能，還能通過冷卻作用使得金屬溶液在復合材料的表面形成了一層金屬板，提高了材料表面韌性和方便了材料的機加工。

而且本發明結構簡單，操作容易，可以很容易就實現大規模生產,所成形的復合材料中金屬溶液可以充分浸滲。配置了冷卻裝置，可以使多孔陶瓷內的金屬溶液快速冷卻，達到復合材料的快速成形。

附圖說明

圖1是實現本發明成形工藝的一種裝置的示意圖。

其中：1、高壓氣體接口，2、金屬溶液澆注通道，3、浸滲箱體，4、金屬溶液，5、軋輥，6、金屬板層，7、雙連續相復合材料，8、多孔陶瓷。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明制備SiC-Al雙連續相復合材料的具體實施方式做詳細的說明，使本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1是本發明工藝具體實施裝置的示意圖。如圖1所示，本發明的方法包括以下步驟：

喂料步驟：通過喂料機從浸滲箱體3上部封口喂入已經預制成形的多孔陶瓷板材8。

浸滲步驟：當多孔陶瓷8浸入金屬溶液4后，在浸滲箱體3內氣體壓力的作用下金屬溶液4通過滲流的方式進入多孔陶瓷8內部形成雙連續相復合材料7。

成形步驟：在浸滲箱體3下方有雙軋輥5，軋輥5內有冷卻水，雙軋輥即是本發明方法中的冷卻裝置，同時用以軋制作用。金屬溶液4在軋輥5表面冷卻凝固，凝固殼層隨軋輥5運動方向逐漸增厚，在雙軋輥5的軋縫位置（雙輥距離最近處）凝固的金屬板層6與雙連續相復合材料7接觸，在軋輥5軋制力的作用下，與雙連續相復合材料7緊密貼合，也利用軋制作用改善了金屬相力學性能。同時雙連續相復合材料7在軋輥5的冷卻作用下內部的液相金屬完全凝固，從而連續輸出復合材料板材。