[發明專利]利用固液鑄軋設備制造網狀增強夾層復合材料的連續鑄軋方法

有效

• 申請號: 201510812235.5
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105290352B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 黃華貴;王巍;季策;燕猛;杜鳳山
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B21B1/46
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 鮑文娟

本發明提供一種生產網狀增強夾層復合材料的固液鑄軋復合設備，其包括開卷機、轉向輥、金屬液澆注裝置和鑄軋機。金屬液澆注裝置包括用于容納第一金屬液的第一澆注單元和用于容納第二金屬液的第二澆注單元，所述第一澆注單元和第二澆注單元分別平行地設置在網狀材料的兩側。本發明還提供了制造網狀增強夾層復合材料的連續鑄軋復合方法，通過將經過表面預處理的網狀材料喂入鑄軋區，通過堵流引錠及層厚比預分配控制，將表面處理技術、快速凝固技術與軋制復合技術相結合，實現界面的可靠復合，具有制造流程短、效率高、成本低以及產品種類豐富等優點。

技術領域

本發明涉及一種網狀增強夾層復合材料的生產設備及方法，尤其涉及用固液鑄軋復合法生產網狀增強夾層復合材料的設備及方法。

背景技術

隨著現代科技的發展，金屬材料的使用要求不再局限于單一的機械性能，而是要求金屬材料在多場甚至極端服役條件下，兼具結構和功能的綜合特性，纖維增強金屬基復合材料應運而生。纖維增強方式主要分為網狀整體增強和短纖維彌散分布增強兩種。目前，短纖維增強體在基體中分散的均勻性控制問題仍未完全解決，而網狀整體增強方式可以保證夾層復合材料質量均勻性，因此受到廣泛關注。網狀增強夾層復合材料是由網狀材料，如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維、鋼絲網、鈦絲網等，和金屬基體材料(主要為鋁，其它還包括鎂、銅、鋼等)通過適當工藝復合而成的一種復合材料，既具有金屬基體材料的特性，又具有優異的比強度和比剛度以及電磁屏蔽特性等優點，在航空航天、國防軍工、船舶、建筑、石油化工、交通運輸等領域具有廣闊的應用前景。但纖維與基體金屬間有效的結合質量及產品性能一直是研究重點，面對越來越嚴峻的服役條件和巨大的市場需求，金屬基纖維增強夾層復合材料組元金屬性能多樣性及高效制備技術也成為人們關注的重點。

近年來，研究者對網狀增強金屬基復合材料的界面反應規律和控制方法等進行了大量的研究工作，提出了多種制備方法，如液態金屬浸漬法、加壓鑄造法、爆炸復合法、擴散粘接法、粉末冶金法和超聲波焊接方法等，以上研究取得了很多重要的成果，大大推動了金屬基復合材料的發展和應用。但上述方法在實際生產中均存在因生產線過長或工藝復雜而導致的生產率低、生產成本高、結合質量差等問題。

為解決以上問題，本專利公開一種網狀增強夾層復合材料的鑄軋復合設備及方法，即在兩個反向旋轉的鑄軋輥輥縫中間喂入經表面處理的網狀，同時，將金屬液直接澆注在纖維布兩側，二者一起進入鑄軋區進行變形加工，利用表面處理技術、快速凝固技術以及軋制復合技術，可以實現纖維與金屬間界面的良好結合，縮短了工藝流程，具有顯著的高效節能特點。此外，若網狀采用較大孔徑，則纖維可以隨金屬協調變形，可對夾層復合材料進行深加工擴展應用范圍；若采用較小孔徑，兩側澆注不同金屬，纖維布連續喂入可起到隔離流場效果，生產雙金屬網狀夾層復合材料，可實現金屬組元多樣性控制。

發明內容

本發明的目的是為網狀增強夾層復合材料提供一種基于固液鑄軋復合技術的鑄軋設備及工藝，從而實現網狀增強夾層復合材料高效短流程和低成本生產。

具體地，本發明提供一種利用固液鑄軋設備制造網狀增強夾層復合材料的連續鑄軋方法，

所述固液鑄軋設備包括開卷機、轉向輥、金屬液澆注裝置和鑄軋機，所述開卷機設置在上方，其包括開卷機和位于所述開卷機上的網狀材料，所述轉向輥設置在所述開卷機的一側，所述網狀材料經開卷機開卷后輸送至所述轉向輥，

所述金屬液澆注裝置包括用于容納第一金屬液的第一澆注單元和用于容納第二金屬液的第二澆注單元，所述第一澆注單元和第二澆注單元設置在所述轉向輥的下方并且分別平行地設置在所述網狀材料的兩側；

所述鑄軋機設置在所述金屬液澆注裝置的下方，所述金屬液澆注裝置與所述鑄軋機之間設置有用于第一金屬液、第二金屬液以及所述網狀材料經過的布流與導向組件；

在所述鑄軋機的下方沿水平方向依次設置有第一夾送輥、推鋼機、第一剪切機、引錠桿、第二夾送輥、第二剪切機和卷取機；