[發明專利]一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備與方法

有效

• 申請號: 201410440799.6
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104174823A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 劉雪峰;伍偉玉;謝建新
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D19/16
• 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

技術領域

本發明屬于包覆材料連鑄技術領域，具體涉及一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備與方法。

技術背景

包覆材料是在芯材上包覆一層異種金屬的復合材料，兼具包覆層金屬與芯材金屬的優點，不僅綜合使用性能優異，而且極大地減少了貴重金屬的用量，降低了成本，因此在航空航天、能源環保、建筑機械、石油化工、交通運輸、電子信息、國防軍工以及日常生活等領域用途廣泛，是目前復合材料的一個重點發展方向。

傳統的包覆材料成形方法主要包括芯材表面鍍覆法（如電鍍法、化學鍍法、置換鍍法等）、固相復合法（如包覆焊接法、包套塑性加工復合法）以及復合鑄造法。前兩種方法在包覆材料的成形方面發揮了一定的積極作用，也在一些包覆材料的生產上得到了實際應用；但是，這兩種方法也存在著各自明顯的缺點。例如，有的方法環境污染較大、包覆層金屬厚度較薄、界面結合強度低；有的方法設備投入大、生產流程長、難以實現連續生產、生產效率低、復合界面質量較差、包覆層金屬厚度受限且包覆比難以精確控制、包覆材料的質量和性能不穩定、生產成本高。而基于金屬熔體的包覆材料復合鑄造法不僅具有短流程、近終形、高效率、低成本、綠色環保、應用范圍廣等顯著優點，并且容易實現包覆材料的連續化、自動化和批量化生產，是包覆材料成形的一種主流技術和重要發展趨勢，其研究開發和推廣應用日益受到重視。

目前基于金屬熔體的包覆材料連續復合鑄造法可以分為兩大類，一類為采用兩種金屬熔體進行直接復合成形的復合鑄造法（如雙流鑄造法、水平磁場制動復合連鑄法），另一類為采用包覆層金屬熔體對已成形的固體芯材進行連續包覆成形的復合鑄造法（如反向凝固法、熱浸鍍法）。前一類方法由于采用的是兩種金屬熔體，存在著兩種金屬熔體在界面處容易發生程度難以控制的混合或過度復合，也極易生成金屬間化合物，容易出現界面層厚度不均勻、界面結合強度難以保證以及界面質量的一致性較差等問題，同時對設備制造、工藝水平、操作技能及自動化控制要求很高，特別是正確控制和合理匹配工藝參數，使兩種金屬界面結合良好且界面穩定比較困難，而且投資大、所需能耗高，金屬的組合自由度也受到很大程度的限制，因此嚴重制約了其推廣應用。后一類方法由于采用了已成形的固體芯材，因此克服了前一類方法的許多缺點，設備、工藝及控制的難度也大大降低，所以該類方法成為了目前包覆材料復合鑄造成形所采用的主要方法，在一些包覆材料的生產中獲得了實際應用；但是，現有的該類方法也存在著各自的不足。