[發(fā)明專利]一種豎直式復合坯料層間真空涂鎳裝置及真空涂鎳方法

有效

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• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109930152B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 金賀榮;張一;孔耀頡;張爽;宜亞麗
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C23C26/02
• 分類號: C23C26/02
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

本發(fā)明公開了一種豎直式復合坯料層間真空涂鎳裝置及真空涂鎳方法，裝置包括空管、上箱體、低合金鋼基層、固定支架、加熱板、不銹鋼復層、氣缸、石墨流道、氣體分流板、吹氣管、感應電爐、加熱管、電磁振蕩器、下箱體、固定桿，石墨流道的下端位于感應電爐底部的上方，加熱板由固定支架和氣缸固定在靠近涂膜區(qū)域的復合坯料三個面上，氣體分流板放置在感應電爐上方，并在朝向感應電爐的一面開六個孔，環(huán)形分布。本發(fā)明的層間真空涂鎳的方法與現(xiàn)有的中間夾層形成方法相比，本發(fā)明得到的層間金屬潔凈度高、層間鎳層涂膜更薄更均勻、成品率高、成本低。

技術領域

本發(fā)明涉及鎳復合板技術領域，具體涉及到一種豎直式復合坯料層間真空涂鎳裝置及真空涂鎳方法。

背景技術

應用于極地海洋環(huán)境下艦船上的復合材料具備高強度和低溫抗沖擊性，同時能夠有效抵御海水與海洋微生物的腐蝕，制備此類復合材料在壓力場、速度場相互作用下基層與復層之間會形成不同的界面成分。在復合材料中間添加具有一定塑性、強度和親潤性的中間夾層，可有效防止元素的擴散，阻止界面脆性相和氧化物的形成，并改善焊接性能等。采用鎳作為不銹鋼復合材料中間夾層能有效消除界面的脫碳和富鉻層，并能有效提高界面的結合強度。鎳是重要的工業(yè)金屬，廣泛運用于鋼鐵工業(yè)、機械工業(yè)、建筑業(yè)和化學工業(yè)。鎳不夠潔凈化以及不均勻的夾層會降低復合材料的綜合性能，同時厚度過大的夾層會使成本升高，如專利CN 105251971A采用水平式復合板制坯過程層間真空涂層，由于基層與復層分別與夾層的接觸表面受重力影響不一致，導致流速不穩(wěn)產(chǎn)生紊流且凝固后液體補縮缺陷嚴重；如專利CN 104259772A采用電鍍或者化學電鍍方法在鋼板的待復合表面上鍍覆鎳、銅等來形成鍍層，由于電鍍后產(chǎn)生的廢水廢氣會污染環(huán)境，同時鍍層較薄，高溫或長時間加熱下鐵等元素可以穿越鍍層，在界面形成脆性化合物，阻止元素擴散能力較差。

發(fā)明內容

針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高復合材料層間界面潔凈程度，同時能在保持復合板相同力學性能的情況下能夠減少復合板夾層的厚度的制備復合坯料層間真空涂鎳裝置及真空涂鎳方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術方案實現(xiàn)的：

一種豎直式復合坯料層間真空涂鎳裝置，包括：真空管、上箱體、低合金鋼基層、固定支架、加熱板、不銹鋼復層、氣缸、石墨流道、氣體分流板、吹氣管、感應電爐、加熱管、電磁振蕩器、下箱體、固定桿，其特征在于：其中所述下箱體中設有所述感應電爐，所述感應電爐下方設有所述電磁振蕩器，所述感應電爐的周圍設置了所述加熱管，所述感應電爐上方設有所述氣體分流板，在所述氣體分流板的側面開有圓孔，所述吹氣管通過圓孔與氣體分流板相連。放入所述感應電爐中的所述石墨流道下端位于所述感應電爐的中部，所述石墨流道的上端與復合坯料相連，所述復合坯料由低合金鋼基層和不銹鋼復層復合而成，所述低合金鋼基層的厚度大于不銹鋼復層的厚度，所述不銹鋼復層安放在所述低合金鋼基層的凹槽中，所述加熱板通過固定支架固定在復合坯料的三面，所述加熱板、所述復合坯料以及所述固定支架通過所述氣缸固定在所述上箱體中，所述復合坯料的上端與所述真空管相連,所述上箱體與所述下箱體通過所述固定桿固定。

上述技術方案中，所述石墨流道的下端位于感應電爐底部的上方。

上述技術方案中，所述氣體分流板在朝向感應電爐的一面開六個孔并均勻環(huán)形分布。

本發(fā)明還公開了一種豎直式復合坯料層間真空涂鎳方法，利用上述真空涂鎳裝置實現(xiàn)的，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將低合金鋼基層與不銹鋼復層之間的夾層控制在0.3～0.5mm的情況下使用激光焊接對兩者進行焊接密封，按照真空涂膜裝置的真空管和石墨流道的規(guī)格在復合坯料的上下兩端鉆孔，鉆孔位置設在復合坯料相對的兩個端面，然后將真空管和石墨流道分別與復合坯料的上端面與下端面相連，真空管和石墨流道通過焊接固定在復合坯料上；