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一種包覆型雙金屬復合材料制備工藝及設備的制作方法

文檔序號:12623195閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種包覆型雙金屬復合材料制備工藝,其特征在于:首先將制造好的所需材質和尺寸的外層復合材料管(6)內壁表面進行除油、除銹處理后,采用丙酮進行清洗,然后在清洗好的表面均勻涂覆一層高溫防氧化涂料,將其固定在澆注底板(13)上面的金屬液出口處的中心位置上,在外層復合材料管(6)的外部包覆一層耐火材料纖維(8),或者安裝有傳導加熱套(19),啟動升降設備上的傳動系統(tǒng)1轉動升降螺桿(3)或液壓缸(3)帶動安裝在升降立柱(2)上的升降臂(4)以所設定的速度將安裝在升降臂(4)上面的電磁感應加熱器(5)下降到外層復合材料管(6)的底部,啟動電磁感應加熱電源,使感應加熱器(5)直接對外層復合材料管6進行整體加熱,或者感應加熱器(5)通過安裝在外層復合材料管(6)外部的傳導加熱套(19)對外層復合材料管(6)進行整體加熱,通過安裝在外層復合材料管(6)上面的測溫熱電偶(15)進行測溫和控制加熱溫度,待加熱到600℃~1000℃后,將冶煉好的所需復合成分的內層復合材料金屬液(7)倒入澆注包(9)內,將澆注包(9)內的金屬液按照所預定的澆注程序通過澆注漏斗(10)、中注管(11)、澆鑄流道磚(12)內的澆注流道(14)澆入外層復合材料管(6)內,在澆注過程中,電磁感應加熱器(5)不停止加熱,金屬液(7)澆注完畢后,感應加熱器繼續(xù)進行加熱10~30分鐘,使所澆注的金屬液在一定的時間內保持液態(tài),以增加液固時間,使界面形成冶金結合,當金屬液(7)澆注到冒口處時采取點注方式澆注以對冒口進行補縮,澆注完畢后,將保溫劑加入到保溫冒口內;

當采用頂部直接澆注時,將澆注包(9)和澆注管(27)一起移到外層復合材料管(6)內孔上方,將澆注包(9)對準復合材料管(6)內孔中心,開始從澆注管(27)澆入內層復合材料金屬液(7),金屬液(7)澆注到復合材料管(6)內的型腔后,根據澆注速度逐步將澆注包(9)和澆注管(27)一起向上提升,當金屬液(7)澆注到冒口處時采取點注方式澆注以對冒口進行補縮,澆注完畢后,將保溫劑加入到保溫冒口內;

啟動升降裝置,通過升降臂(4)以所設定的速度將安裝在升降臂(4)上面的電磁感應加熱器(5)以一定的速度向上提升,使電磁感應加熱器(5)逐步脫離復合層,同時打開底水箱(17)的進水管(16)和出水管(18),使在底水箱(17)由下向上的逐層冷卻下,形成逐層順序凝固,并根據質量要求通過控制電磁感應加熱器(5)在不同的區(qū)域內的上升速度,實現(xiàn)區(qū)域定向凝固,經過5~25分鐘升到保溫冒口處停止,繼續(xù)對保溫冒口處進行加熱10~50分鐘,以延遲保溫冒口凝固時間,對冒口進行補縮,達到預定時間后停止加熱,關閉底水箱進水管,松開外層復合材料管(6)的固定裝置,將鑄造好的界面呈冶金結合的由外層復合材料(6)和內層材料(7)和中間為雙金屬復合界面混合層(29)的包覆型雙金屬復合材料從澆注底板(13)上面吊出;

當采用燃氣加熱時,打開燃氣供氣管24的閥門,點燃燃氣噴嘴(23),調整燃氣量大小,通過高溫燃氣對外層復合材料管(6)進行加熱,當澆注完畢后,打開底水箱(17)的進水管(16)和出水管(18),通過底水箱(17)產生由下向上的逐層冷卻,同時將燃氣噴嘴(23)由下向上逐層停止加熱,使內層材料(7)形成由下向上逐層順序凝固,并根據質量要求通過控制燃氣噴嘴(23)在不同的區(qū)域內的加熱時間和加熱量的大小,實現(xiàn)區(qū)域定向凝固;

所述的包覆型雙金屬復合材料的外層材料(6)的材質為不銹鋼、模具鋼、工具鋼、高速鋼、合金鋼、低碳鋼、鑄鋼、鑄鐵、合金鑄鐵、高鉻鑄鐵、鈦、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鎳基合金其中之一種;

所述的內層內層復合材料(7)的材質為不銹鋼、模具鋼、模具鋼、合金鋼、低碳鋼、鑄鋼、鑄鐵、合金鑄鐵、高鉻鑄鐵、鈦、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鎳基合金其中之一種。

2.一種實現(xiàn)包覆型雙金屬復合材料制備工藝的設備,其特征是:該設備由升降設備、感應加熱設備、燃氣加熱設備、澆注系統(tǒng)組成;所述的升降設備為單立柱式或者龍門式結構,在升降立柱(2)上安裝有傳動系統(tǒng)1,通過傳動系統(tǒng)(1)轉動升降螺桿(3)或液壓缸(3)帶動安裝在升降立柱(2)上的升降臂(4)以所設定的速度上下移動,在升降臂(4)的上面安裝有電磁感應加熱器(5),電磁感應加熱器(5)與電磁感應電源控制柜相連接,在升降設備的下部安裝有澆注底板(13),在澆注底板(13)上開有澆注流道曹,在澆注底板(13)上的澆注流道曹內安裝有耐火材料制作的澆注流道磚(12),外層復合材料管(6)固定在澆注底板(13)的上面,在外層復合材料管(6)的外部包覆一層耐火材料纖維(8),或者安裝有傳導加熱套(19),電磁感應加熱器(5)安裝在外層復合材料管(6)外面的耐火材料纖維(8)的外部,或者直接安裝在外層復合材料管(6)的傳導加熱套(19)的外部,在外層復合材料管(6)的側面安裝有中注管(11),中注管(11)的下部與澆注流道磚(12)相連接,澆注流道磚(12)內有澆注流道(14),金屬液出口安裝在外層復合材料管(6)底部的中心位置,中注管(11)的上部安裝有澆鑄漏斗(10),在澆注漏斗(10)的上面有澆注包(9),在外層復合材料管(6)的上面安裝有保溫冒口(25)和測溫熱電偶(15),在澆注底板(13)的下面安裝有底水箱(17),在底水箱(17)一側的下部安裝有進水管(16),在底水箱(17)一側的上部安裝有出水管(18);

當采用燃氣加熱時,在外層復合材料管(6)的外部安裝有保溫模具(20),保溫模具(20)固定在澆注底板(13)的上面,在保溫模具(20)的內層貼有保溫耐火材料(21),在保溫模具(20)與外層復合材料管(6)的中間間隙內安裝有燃氣供氣管(24),在燃氣供氣管(24)的上面均勻的安裝有燃氣噴嘴(23),在保溫模具(20)的上面安裝有保溫蓋板(22);

當采用頂部直接澆注時,在澆注包(9)的下面安裝有吊掛卡槽(26),澆注管(28)的上端安裝有澆口杯(27),澆口杯(27)通過吊掛卡槽(26)與澆注包(9)相連。

3.根據權利要求1所述一種包覆型雙金屬復合材料制備工藝,其特征是:所述的外層復合材料管(6)為無縫管或者直縫焊管或者螺旋焊管,形狀包括圓形或矩形。

4.根據權利要求1所述一種包覆型雙金屬復合材料制備工藝,其特征是:所述的傳導加熱套(19)的材料為石墨或碳化硅。

5.根據權利要求1所述一種包覆型雙金屬復合材料制備工藝,其特征是:所述的電磁感應電源為工頻感應電源、中頻感應電源、高頻感應電源,頻率為500Hz~10000Hz。

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