[發明專利]一種鋁碳化硅差壓鑄造定向凝固設備

在審

• 申請號: 202310034709.2
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116000266A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李新中;雷定中;劉仕超
• 申請（專利權）人: 蘇州思萃熱控材料科技有限公司
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04;B22D18/08
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 張燦

一種鋁碳化硅差壓鑄造定向凝固設備，涉及鑄造技術領域，包括用于給模具保溫、保壓，實現差壓充型和鋁合金液體定向凝固的反應釜上罩；所述反應釜上罩的內部設置有用于給模具加熱、保溫的反應釜上罩內部加熱絲；所述反應釜上罩的內部設置有用于實現模具定向冷卻的反應釜上罩內部冷卻管路。本發明設備根據材料凝固機理，采用定向冷卻控制，實現了產品的定向凝固，提升結晶的致密性，避免了內部縮孔和微裂紋的產生。實現對模具從下往上的定向冷卻，模具內部鋁合金液體在壓力的作用下，對底部凝固的縮孔進行補縮，逐步將縮孔上移，最終集中于模具頂部預留的澆口中。提升AlSiC復合材料內部的致密度，避免內部縮孔的產生。

技術領域

本發明涉及鑄造技術領域，具體為一種鋁碳化硅差壓鑄造定向凝固設備。

背景技術

Al-SiC(鋁碳化硅)復合材料以其獨特的高導熱、低膨脹系數和抗彎強度的結合優勢，使其在高功率電子封裝領域成為不可替代的材質。工業制造上，一般先將碳化硅顆粒制造成目標成品形狀的碳化硅預制體。這種預制體分布大量的通過性孔隙。然后用專門設備，將熔融的鋁液壓鑄進微空隙之中，形成鋁碳化硅復合材料。

現有的AlSiC預制件的差壓鑄造設備(或稱之為反重力鑄造設備)在鋁合金凝固過程中未實現定向凝固，導致產品隨機產生縮孔、微裂紋等瑕疵。本發明設備根據材料凝固機理，采用定向冷卻控制，實現了產品的定向凝固，提升結晶的致密性，避免了內部縮孔和微裂紋的產生。

發明內容

為實現上述產品的定向凝固，提升結晶的致密性，避免內部縮孔和微裂紋產生的目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋁碳化硅差壓鑄造定向凝固設備，包括用于給模具保溫、保壓，實現差壓充型和鋁合金液體定向凝固的反應釜上罩；

所述反應釜上罩的內部設置有用于給模具加熱、保溫的反應釜上罩內部加熱絲；

所述反應釜上罩的內部設置有用于實現模具定向冷卻的反應釜上罩內部冷卻管路。

作為優選，所述反應釜上罩的外部設置有上支架，所述上支架含有液壓

(機械)提升、下降機構。

作為優選，所述反應釜上罩的內部放置有用于成型AlSiC復合材料的模具。

作為優選，所述模具的內部設置有SiC預制體，SiC預制體通過不同粒度的SiC粉末經過壓合(或燒制)成型，表面和內部具有連通的多孔結構，差壓鑄造過程中，鋁合金液體填充SiC預制體內部孔隙，凝固形成AlSiC復合材料。

作為優選，所述上支架的底部設置有用于承托模具和上支架的反應釜中隔板，所述中隔板反應釜的內部設置有反應釜中隔板內部冷卻管路。

作為優選，所述反應釜中隔板的內部固定插接有升液管加熱體。

作為優選，所述升液管加熱體的內部固定插接有升液管。

作為優選，所述反應釜中隔板的內部設置有冷卻水路，中間部位留有安裝升液管加熱體和升液管的結構。

作為優選，所述反應釜中隔板的下方設置有反應釜下罐體；

所述反應釜下罐體的左上部開設有用于反應釜下罐體氣體入口連接外部壓縮氣罐、導入壓縮氣體的反應釜下罐體氣體入口；

所述反應釜下罐體的右下部貫穿有用于排出多余氣體、給罐體內部泄壓的反應釜下罐體安全閥。

作為優選，還包括鋁合金液體；

用于熔化、冶煉鋁合金，給鋁合金液體保溫的石墨坩堝；

用于對反應釜下罐體內部坩堝加熱的加熱絲；

用于固定加熱絲和保溫的防火墻。

有益效果