[發(fā)明專利]一種多金屬熔體耦合低成本制備金屬基復(fù)合材料鑄件的方法和裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811312980.3 | 申請日： | 2018-11-06 |
| 公開（公告）號： | CN111136244A | 公開（公告）日： | 2020-05-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 白月龍;張志峰;樊建中;張少明 | 申請（專利權(quán)）人： | 有研工程技術(shù)研究院有限公司 |
| 主分類號： | B22D19/16 | 分類號： | B22D19/16 |
| 代理公司： | 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100 | 代理人： | 劉徐紅 |
| 地址： | 101407 北京市懷*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 金屬 耦合 低成本 制備 復(fù)合材料 鑄件 方法 裝置 | ||
本發(fā)明涉及一種多金屬熔體耦合低成本制備金屬基復(fù)合材料鑄件的方法和裝置，屬于金屬復(fù)合材料加工領(lǐng)域。鑄造前，將模具預(yù)熱到預(yù)定溫度；同時對兩個以上澆包中的不同熔體進行精煉和熔體處理，等待澆鑄；鑄造時，根據(jù)鑄件不同部位的功能需求，確定澆入熔體的先后順序；依次澆入熔體，待前一種熔體澆入后冷卻到半固態(tài)溫度區(qū)間時，再澆入后一種熔體，依次類推；待最后一種熔體澆注完畢后，合模，對模具中的熔體進行加壓和保壓，使熔體充分充填并凝固，獲得形狀完整組織致密的具有多種功能的復(fù)合材料鑄件。該方法中熔體之間的耦合層屬冶金結(jié)合，界面結(jié)合良好，組織致密，缺陷少，制備的復(fù)合材料鑄件綜合性能好。本發(fā)明鑄造工藝簡單，流程少，成本低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種多金屬熔體耦合低成本制備金屬基復(fù)合材料鑄件的方法和裝置，屬于金屬復(fù)合材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著科技迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)金屬材料已漸漸不能滿足實際需求，而金屬基復(fù)合材料由于具有比強度、比模量高，耐磨性、耐疲勞性、高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)的特點，受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，成為了國內(nèi)外高新技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向之一。
但是隨著宇航、航空、先進動力、汽車等高技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，單一均質(zhì)的金屬基復(fù)合材料部件也難以滿足這些領(lǐng)域?qū)Σ牧咸岢龅脑絹碓娇量痰囊螅婢吒鞣N功能的金屬基復(fù)合材料及其部件的需求尤為迫切，其非均質(zhì)的特性在特定環(huán)境下相比均質(zhì)復(fù)合材料具有非常優(yōu)異的性能，可以發(fā)揮不同金屬或金屬基復(fù)合材料的優(yōu)點，又能克服各自的弱點，越來越展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
但是目前兼具各種功能的金屬基復(fù)合材料及其部件的制備方法還遠未達到實用化，其制備方法也往往是通過大量均質(zhì)材料進行復(fù)合而成，功能層之間的界面結(jié)合差、缺陷多仍然是一個難以克服的問題，造成金屬基復(fù)合材料部件未達到應(yīng)有的性能，而且制備流程很長，生產(chǎn)成本高也直接制約著其推廣應(yīng)用，因此如何高效低成本制備兼具各種功能的金屬基復(fù)合材料部件成為研究重點。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)存在的缺點和問題，本發(fā)明提供一種多金屬熔體耦合低成本制備金屬基復(fù)合材料鑄件的方法和裝置。
一種多金屬熔體耦合低成本制備金屬基復(fù)合材料鑄件的方法，該方法包括以下步驟：
(1)鑄造前，開啟模具加熱器，將上、下模具預(yù)熱到預(yù)定溫度；同時對兩個以上澆包中的不同熔體進行精煉和熔體處理，等待澆鑄；
(2)鑄造時，根據(jù)鑄件不同部位的功能需求，確定澆入熔體的先后順序；依次澆入熔體，待前一種熔體澆入后冷卻到半固態(tài)溫度區(qū)間時，再澆入后一種熔體，依次類推；待最后一種熔體澆注完畢后，將上、下模具合模，通過上模具對模具中的熔體進行加壓和保壓，使熔體在壓力下進行充分充填并凝固，獲得形狀完整組織致密的具有多種功能的復(fù)合材料鑄件；
(3)鑄造結(jié)束時，打開模具，將鑄件從型腔中脫出，然后清理模具，噴涂脫模劑，重復(fù)上述流程，進入下一次鑄造。
本發(fā)明方法步驟(1)中，澆包中的熔體為具有不同功能的熔體；澆包中的熔體可為金屬熔體，也可為金屬基復(fù)合材料熔體；澆包中的熔體狀態(tài)可為液態(tài)熔體，也可為半固態(tài)熔體。所述的半固態(tài)熔體為采用半固態(tài)加工技術(shù)制備的半固態(tài)金屬熔體或半固態(tài)金屬基復(fù)合材料熔體。
本發(fā)明方法步驟(2)中，只有待前一種熔體澆入后冷卻到半固態(tài)溫度區(qū)間時，才能澆入后一種熔體。
本發(fā)明方法步驟(2)中，熔體的半固態(tài)溫度區(qū)間是指金屬或金屬基復(fù)合材料的固相線溫度和液相線溫度之間。
本發(fā)明方法步驟(2)中，待最后一種熔體澆入充填后，將上、下模具合模，通過上模具對模具中的熔體進行加壓和保壓，加壓和保壓壓力為5-200MPa，保壓時間為5-20秒。
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