[發明專利]一種金屬材料連續加工裝置

有效

• 申請號: 201610103337.4
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105598453B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 陳業高;鐘毅;尹建成;楊環;王力強;劉麗娜;劉英莉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B21C23/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬材料加工領域，具體是一種集噴射沉積與連續擠壓為一體的連續加工裝置。

背景技術

噴射沉積技術是英國 Swansea 大學的 SINGER 教授于20世紀70 年代提出的一種材料先進加工技術，是當前快速凝固領域的一個重要發展方向。該技術具有一般快速凝固工藝所具備的優點：消除宏觀偏析并減少微觀偏析，可獲得細小而均勻的等軸晶、細小的初生沉淀相，氧含量低，熱加工性能優良等。此外，較其他快速凝固工藝，又具有可直接制備快速凝固體材料，如Al、Pb、Cu、Mg、Ni、Ti、Co 合金、鋼鐵等難成形材料，以及顆粒增強金屬基復合材料、梯度材料、原位生成金屬基復合材料等。噴射沉積技術的不足之處在于噴射沉積坯內往往存在孔隙，孔隙率可高達15%~20%，孔隙會降低材料的力學性能如強度、塑形、彈性模量、韌性，還會降低熱導率和電導率。為提高材料的使用性能，需采用擠壓、熱軋/冷軋、熱等靜壓、楔形壓制等致密化工藝來消除或減少/減小孔隙，并輔以熱處理和/或鍛造來優化組織，在此過程中易形成組織粗化和織構。

連續擠壓技術是英國原子能局斯普林菲爾德研究所的GREEN 教授在1971年提出的，該技術具有諸多優點：能耗低，可比常規擠壓降低能耗30%以上；坯料不需預熱，減少了工序和設備投資；可實現真正意義上的連續生產，不僅可提高勞動生產率，縮短生產周期，大幅度減少了擠壓壓余、切頭尾等幾何廢料，成品率高(可達95%以上)，而且大大提高了制品沿長度方向組織和性能的均勻性；設備緊湊，占地面積小。該技術已廣泛應用于Cu、Al、Pb、Zn 等有色金屬管棒型線的生產，如汽車空調管、微通道平行流管、銅帶等，內螺紋鋁管、大寬厚比銅帶、大型整體壁板也是該技術潛在的應用對象。

發明內容

本發明目的在于提供一種金屬材料連續加工裝置，實現噴射沉積技術與連續技術的有機結合，使噴射沉積過程中金屬液在高壓霧化氣體作用下盡可能完全沉積在相對較窄的擠壓輪輪槽中，也就是要對噴射沉積技術沉積區域進行控制。

本發明所述金屬材料連續加工裝置包括霧化裝置1、霧化流約束控制裝置2、連續擠壓裝置3，霧化裝置1位于霧化流約束控制裝置2的上方；霧化流約束控制裝置2設置在連續擠壓裝置3的機架上，并位于連續擠壓裝置3的擠壓輪的上方；

所述霧化裝置1包括外殼體模塊、保溫模塊、加熱模塊、溫度采集模塊和熔體霧化模塊；保溫模塊、加熱模塊設置在外殼體模塊的內部，保溫模塊位于加熱模塊和外殼體模塊之間，加熱模塊的內部設有石墨漏斗8，溫度采集模塊用于采集石墨漏斗8內部的溫度；熔體霧化模塊固定于外殼體模塊、保溫模塊、加熱模塊、石墨漏斗8的下面；

所述霧化流約束控制裝置2包括傳動軸Ⅰ20、傳動軸Ⅱ21、轉軸Ⅰ22、轉軸Ⅱ23、環形鋼帶Ⅰ24、環形鋼帶Ⅱ25、軸座Ⅰ26、軸座Ⅱ27、皮帶輪Ⅰ28、皮帶輪Ⅱ29、刮刀Ⅰ200、刮刀Ⅱ201；所述傳動軸Ⅰ20、傳動軸Ⅱ21、轉軸Ⅰ22和轉軸Ⅱ23的一端安裝于軸座Ⅰ26的四個孔內，傳動軸Ⅰ20、傳動軸Ⅱ21、轉軸Ⅰ22和轉軸Ⅱ23的另一端安裝于軸座Ⅱ27的四個孔內；傳動軸Ⅰ20、傳動軸Ⅱ21、轉軸Ⅰ22和轉軸Ⅱ23的四軸線相互平行；環形鋼帶Ⅰ24環繞在傳動軸Ⅰ20和轉軸Ⅰ22上，環形鋼帶Ⅱ25環繞在傳動軸Ⅱ21和轉軸Ⅱ23上；皮帶輪Ⅰ28和皮帶輪Ⅱ29分別通過鍵與傳動軸Ⅰ20和傳動軸Ⅱ21連接；皮帶輪Ⅰ28和皮帶輪Ⅱ29分別驅動傳動軸Ⅰ20和傳動軸Ⅱ21轉動，傳動軸Ⅰ20和傳動軸Ⅱ21分別驅動環形鋼帶Ⅰ24和環形鋼帶Ⅱ25轉動；環形鋼帶Ⅰ24和環形鋼帶Ⅱ25裝配后呈“V”字形通道；所述刮刀Ⅰ200和刮刀Ⅱ201分別安裝于軸座Ⅰ26、軸座Ⅱ27上，位于環形鋼帶Ⅰ24和環形鋼帶Ⅱ25“V”字形通道間距最小處；

霧化裝置1的石墨漏斗8出口和環形鋼帶Ⅰ24和環形鋼帶Ⅱ25形成的“V”字形通道上端正對，“V”字形通道的下端和連續擠壓裝置3的擠壓輪31的輪槽正對。

優選的，本發明所述外殼體模塊包括爐蓋11和爐壁12，其中，爐蓋11的頂端設置有供加入金屬的進口，當加入金屬后用保溫磚100進行密封，爐壁12底端設置有金屬液體流出的出口，同時固定在霧化裝置15上。

優選的，本發明所述保溫模塊包括保溫材料13、保溫磚100和隔熱片16，其中，保溫材料13位于外殼體模塊的內部，填充在爐壁12和陶瓷導熱套體14之間，保溫磚100位于爐蓋11的頂端入口處，隔熱片16呈漏斗狀，位于外殼體模塊與熔體霧化模塊的交界處的中心處，并且隔熱片16內壁緊貼石墨漏斗18。