[實用新型]一種半固態制備金屬基陶瓷復合材料裝置

有效

• 申請號: 201520525441.3
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN204898044U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 蔣業華;周謨金;劉光亮;周榮;溫放放;李祖來;盧德宏
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;B22D1/00;B22D27/02;B22D27/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種半固態制備金屬基陶瓷復合材料裝置，屬于金屬基復合材料領域。

背景技術

隨著科技日新月異的發展，工業化進程的不斷推進，在水泥、礦山、冶金等各種行業中，材料的磨損越來越嚴重，而傳統的鋼鐵耐磨材料已經無法滿足設備的需求。為了解決現實所面臨的問題，一種新型的陶瓷顆粒增強金屬基復合材料隨之產生。陶瓷金屬基復合材料兼具陶瓷顆粒高模量、高比強度、高耐磨性和高熱穩定性的特點，以及金屬材料良好的韌性、抗沖擊能力。然而目前國內仍然無法很好的掌握金屬基陶瓷復合材料，其主要面臨的問題是無法很好解決金屬與陶瓷顆粒間的結合問題，特別是工藝方法不對，產生的效果是非常不理想。

中國實用新型專利CN103862005A公開了一種制備金屬基復合材料或者半固態漿料的裝置及使用方法。主要包括容器端蓋、加熱元件、熔煉容器、超聲裝置、熱電偶、閥門開關、出料通道、旋轉裝置、裝置支撐結構、材料收集容器、傳動裝置、裝置外殼、側壁筋、底部筋、馬達和減速裝置組成。其工作原理是將原料金屬置于熔煉容器中，在加熱部件的作用下進行熔化，并保溫至金屬材料完全融化，然后對熔煉容器進行降溫處理，至溫度達到金屬材料的半固態溫度后，將增強材料放入容器中，啟動超聲裝置，開動馬達旋轉裝置，通過無級變速控制整個材料制備室沿順時針和逆時針依次交替轉動10~30分鐘，然后停止馬達，開啟閥門開關，沿著出料通道流出的產物通過容器進行接收，所得物質即為金屬基復合材料。其主要問題是對于整個裝有金屬液體的熔煉裝置進行旋轉不僅對設備要求很高，具有一定危險性，而且一次性熔煉量受限制；更為主要問題是此設備雖然可以制備鈦基、鎂基等復合材料，卻在金屬基陶瓷復合材料制備中，受到很大應用制約，不能應用金屬基陶瓷復合材料的制備。

發明內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種半固態制備金屬基陶瓷復合材料裝置，該裝置包括保溫裝置27、電動機7、顆粒加熱裝置26、澆注裝置、熱電偶1、套筒Ⅰ14、冷卻盤管25；保溫裝置27固定在套筒Ⅰ14上并通過內襯陶瓷管道20與澆注裝置連通，顆粒加熱裝置26固定在套筒Ⅰ14上并與澆注裝置連通，澆注裝置設置在套筒Ⅰ14內，冷卻盤管25的進水口15和出水口16設置在套筒Ⅰ14上，冷卻盤管25設置在澆注裝置內，熱電偶1設置在保溫裝置中；所述保溫裝置27包括內筒Ⅰ2、冷卻元件3、加熱元件Ⅰ4、電磁攪拌器5、套筒Ⅱ6、絕熱板23，冷卻元件3、絕熱板23、加熱元件Ⅰ4設置在內筒Ⅰ2和套筒Ⅱ6之間，冷卻元件3和加熱元件Ⅰ4由上向下間隔環繞在內筒Ⅰ2上，冷卻元件3和加熱元件Ⅰ4之間設置有絕熱板23，2個以上的電磁攪拌器5均勻設置在套筒Ⅱ6內，電磁攪拌器5由金屬芯28和導線29組成，導線29纏繞在金屬芯28上；所述顆粒加熱裝置包括內筒Ⅱ8、加熱元件Ⅱ9、套筒III22，加熱元件Ⅱ9設置在內筒Ⅱ8和套筒III22之間；所述澆注裝置包括刮板10、篩網11、模具12、套筒IV13、多孔耐熱陶瓷板18、回收槽19、轉動軸24，刮板10固定在轉動軸24上，轉動軸24與電動機7連接，篩網11固定在套筒IV13內并位于刮板10下方，多孔耐熱陶瓷板18固定在套筒IV13內并位于篩網11下方，模具12放置在多孔耐熱陶瓷板18上，內襯陶瓷管道20的出口設置在模具12上方，回收槽19安裝在套筒IV13下方，冷卻盤管25緊貼在多孔耐熱陶瓷板18下方，套筒IV13下部開有散熱排氣孔17。

其中所述冷卻元件3為金屬水管，可以根據生產實際情況進行通水降溫作業。

所述加熱元件Ⅰ4和加熱元件Ⅱ9均為高電阻螺旋電阻絲。

所述絕熱板23為絕熱陶瓷板。

所述刮板10上帶有孔，孔徑的大小根據顆粒的粒徑進行選擇，允許大部分顆粒通過。

所述內襯陶瓷管道20上設置有閥門21。

金屬液流經內襯陶瓷管道相當于傾斜冷卻斜板作用，細化組織。

本實用新型裝置使用時，通過如下步驟：

1、向顆粒加熱裝置26中加入計算好的陶瓷顆粒，對其進行預熱處理，使其溫度達到所需溫度；

2、在內筒Ⅰ2表面涂層涂料，啟動加熱元件Ⅰ4對內筒Ⅰ2進行預熱，將熔化好的金屬液高于金屬液相線溫度100度左右出爐，倒入涂有涂料的內筒Ⅰ2中，待溫度慢慢降低，當溫度太低可以通過加熱元件Ⅰ4進行加熱，溫度太高可以通過冷卻元件3進行冷卻，溫度可由熱電偶1測出的數據來確定，使金屬溶液在理想溫度范圍內，然后啟動電磁攪拌器5，不斷細化金屬組織；