專利名稱：以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料的制作方法及其設(shè)備，尤指一種金屬基借曳引方式混以強(qiáng)化材料的復(fù)合材制法及其設(shè)備。
已知技術(shù)中制造分散強(qiáng)化復(fù)合材的方法中有利用惰性氣體噴射法，(Inert-Gas Injection Methods)將強(qiáng)化材噴入金屬熔湯中制成強(qiáng)化復(fù)合材料，因惰性氣體持續(xù)射入，會(huì)增加成本。放本案發(fā)明人先前向美國(guó)申請(qǐng)發(fā)明專利，案號(hào)08/103,049(1993年7月28日申請(qǐng))，即指示一方法令強(qiáng)化材料懸浮于一含有分散劑的蒸餾水中配成一懸浮液，將它導(dǎo)入熔融的金屬合金母材溶湯中，以混合該強(qiáng)化材與母材，使其成為強(qiáng)化復(fù)合材料，但此法中，強(qiáng)化材懸浮液必須借助氮?dú)忸A(yù)先攪拌，用氮?dú)鈬婌F或噴射方法注入母材熔湯中，使整個(gè)系統(tǒng)處在氮?dú)舛栊詺怏w罩的保護(hù)下進(jìn)行，而氮?dú)獾榷栊詺怏w約占整個(gè)制作成本的1/5左右，能否將氮?dú)獾膽?yīng)用減至最低程度，大大降低制造成本，提高復(fù)合材料的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性，則勢(shì)在必行。
本發(fā)明的目的在于在金屬基體內(nèi)部用曳引方式將微細(xì)的強(qiáng)化材料向上曳引，再向下吹入母材熔湯中，以有效地混勻，制造出分散強(qiáng)化的復(fù)合材料，使整個(gè)密閉系統(tǒng)所用的氮?dú)鈽O少，僅作吹驅(qū)系統(tǒng)中的空氣用，使金屬熔湯表面不產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，大大降低制造成本，提高復(fù)合材料的質(zhì)量，更具有經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性。
本發(fā)明的目的還在于提供一種制造分散強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料的方法及其設(shè)備，所添加的強(qiáng)化相顆粒，其粒徑平均大小可小至0.05μm或更小，進(jìn)入金屬合金的基材(matrix)里，并均勻地分散該等強(qiáng)化材料于基材里，使金屬合金內(nèi)的潤(rùn)濕元素與強(qiáng)化相產(chǎn)生良好的介面，以增加介面的強(qiáng)度；且在熔解加熱爐中精煉過(guò)程中，去除金屬基復(fù)合材料熔湯中的氣體，而使制成的金屬基復(fù)合材料具有良好機(jī)械性能和良好的品質(zhì)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于a、將金屬或金屬合金基材(2)加入一密閉式加熱爐1中，加熱重熔使成金屬熔湯，并使惰性氣體供應(yīng)裝置4吹驅(qū)爐1內(nèi)的空氣，形成惰性氣體罩，罩覆于加熱爐中的金屬基熔湯；b，在加熱爐1中旋接一加料攪拌裝置3，將強(qiáng)化材5經(jīng)一強(qiáng)化加料裝置6導(dǎo)入該加料攪拌裝置3的料斗31中，該料斗31懸固在該金屬基溶湯上方為熔湯的高熱所預(yù)熱；c、驅(qū)動(dòng)加料攪拌裝置3，攪拌金屬基熔湯形成一漩渦，并曳引，上揚(yáng)盛裝在料斗31中的強(qiáng)化材5，逸入在加熱爐1的上方，爐上方形成一向下的風(fēng)壓以下壓上揚(yáng)的強(qiáng)化材5，并導(dǎo)入爐下方的金屬基熔湯中，予以攪拌，混勻以形成分散的強(qiáng)化復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于請(qǐng)參見(jiàn)圖3為本發(fā)明方法制得的金屬基復(fù)合材料2014AL/0.3μmALO(P)的掃瞄式電子顯微鏡放大照相圖(放大倍數(shù)2×10倍)，參見(jiàn)圖4為本發(fā)明方法制得的金屬?gòu)?fù)合材料6061AL/15μmALO(P)的光學(xué)顯微鏡放大照相圖，(放大倍100倍)，從中可知本發(fā)明已成功將平均粒經(jīng)0.3μm及15μm的強(qiáng)化材分別添加于2014AL和6061AL合金基材內(nèi)，而且強(qiáng)化材在基材內(nèi)分布非常的均勻。
參見(jiàn)圖5為本發(fā)明方法制得的金屬基復(fù)合材料2014AL/0.3μmALO(P)與2014AL母材的機(jī)械性能比較圖，(其中縱軸Y.S為Yieldstrength，即降伏強(qiáng)度)，參見(jiàn)圖6為本發(fā)明方法制得的金屬基復(fù)合材料6061AL/15μmALO(P)10Wt％與6061AL母材的機(jī)械性能比較圖，從中可知經(jīng)本發(fā)明所制得的金屬基復(fù)合材料比未經(jīng)強(qiáng)化的基材有較佳機(jī)械性能，故利用本發(fā)明不僅可以使強(qiáng)化相顆粒分散均勻，而且可使加料時(shí)間縮短，節(jié)省氮?dú)庥昧?，降低制作成本，而目前采用任何液態(tài)鑄造方法制得的金屬基復(fù)合材料均無(wú)法達(dá)到此種功效。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)通過(guò)以下實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)備及操作示意2為本發(fā)明省去機(jī)架的系統(tǒng)及操作示意3為本發(fā)明制得的金屬基復(fù)合材料2014AL/0.3μmALO(P)的掃瞄式電子顯微鏡放大照相圖(放大倍數(shù)2×10倍)圖4為本發(fā)明制得金屬基復(fù)合材料6061AL/15μm ALO(P)的光學(xué)顯微鏡放大照相圖。(放大倍數(shù)100倍)
圖6為本發(fā)明制得金屬基復(fù)合材料2014AL/0.3μmALO(P)與2014AL母材的機(jī)械性能比較圖，(其中縱軸Y、S為降伏強(qiáng)度)圖7為本發(fā)明制得金屬基復(fù)合材料6061AL/15μmALO(P)10Wt％與6061AL母材的機(jī)械性能比較圖(其中縱軸Y、S為降伏強(qiáng)度)參見(jiàn)圖1、2，本發(fā)明所使用的設(shè)備包括一加熱爐1內(nèi)裝入金屬基材如鋁合金基材熔湯2，一加料攪拌裝置3，惰性氣體(氮?dú)?供應(yīng)裝置4，一強(qiáng)化材進(jìn)料裝置6，強(qiáng)化材5可為氧化鋁顆粒等，一機(jī)架7組成。
加熱爐1可以電阻式電熱線圈或其它熱媒12加熱該爐，其特征在于加熱爐1中有一熔煉室11盛放金屬基材2在熔煉室11內(nèi)，上方有一耐熱陶瓷(或絕緣)蓋13約呈圓筒型鐘罩，自圓筒壁131的下突緣131a處設(shè)有束緊器131b及耐熱密封材131c，可拆卸地密封，復(fù)蓋在加熱爐1的上方；該陶瓷蓋13上安裝氮?dú)夤?yīng)裝置4的進(jìn)氣管43，經(jīng)可繞性輸氣管41，開(kāi)關(guān)42導(dǎo)入熔煉室11中，所引入的氮?dú)?或其它惰性氣體)可吹驅(qū)(purge)除去熔煉室11內(nèi)的空氣，以免金屬熔湯被氧化，空氣經(jīng)管口141循排放管14排出，然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)142。
加料攪拌裝置3包括一料斗31固設(shè)在加熱爐熔煉室11的中央處，用以盛裝由強(qiáng)化材進(jìn)料裝置6所飼入的強(qiáng)化材5；一漩渦攪拌器32由陶瓷蓋13向下伸入趨近加熱爐1中熔煉室11的爐底用以攪拌內(nèi)裝的金屬基材2，使溶湯形成漩渦者；一向上曳引式螺旋器33(propeller)旋接在料斗31的中央處以向上曳引斗內(nèi)的強(qiáng)化材顆粒(或其它種形式，如短纖，須晶等)離開(kāi)料斗31向上，向外昂揚(yáng)；以及一向下吹的螺旋器34旋設(shè)在料斗31的頂方靠近陶瓷蓋13，以向下吹驅(qū)由螺旋器33向上曳引的強(qiáng)化材5，使之吹入到金屬基材2的熔湯中，然后借漩渦攪拌器32的攪拌，使強(qiáng)化材5均勻地混合在復(fù)合材料中，使之成為具有強(qiáng)化材的復(fù)合材料。
該漩渦攪拌器32軸接在一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)322的攪拌器軸321的下端，該軸321由滑設(shè)在陶瓷蓋13圓筒壁131上的一對(duì)束套323所夾合，鉸接并穿過(guò)陶瓷蓋13的側(cè)孔134后伸入加熱爐1中趨近爐底者，而攪拌器32適位于料斗31的底下，攪拌器軸321底端，且徑向連設(shè)螺旋葉片，使之旋轉(zhuǎn)后能驅(qū)轉(zhuǎn)金屬基熔湯2，使由虛線的平面21形成漩渦22并產(chǎn)生對(duì)流者。
該料斗31約呈碗型，缽型或短截圓筒型，以盛裝強(qiáng)化材5，斗的上部形成一同心環(huán)肩部311，穿設(shè)有多數(shù)導(dǎo)氣孔312，肩部311中央向上伸設(shè)一中央導(dǎo)槽313，約呈圓筒狀，其內(nèi)旋設(shè)向上曳引式螺旋器33，以及一吊架30下連料斗的肩部311，向上向中央連接一軸筒301，以旋套下吹式螺旋器34的中空套軸341在中孔軸342上，該軸筒301自該下吹式螺旋器34的套軸341頂緣之外，下連一支架302，以撐連在陶瓷蓋13上，但支架302可采用開(kāi)叉狀，以錯(cuò)開(kāi)螺旋器34的傳動(dòng)帶344。
該向上曳引式螺旋器33包含多數(shù)向上偏斜的螺旋槳式葉片，徑向連設(shè)在一中空傳動(dòng)軸331的底端，置于料斗的中央導(dǎo)槽313的中心處，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋器33后，能循圖2，D方向?qū)⒌獨(dú)饬鹘?jīng)導(dǎo)氣孔312進(jìn)入曳引(drafing)料斗內(nèi)的強(qiáng)化材5如顆粒型者向上昂揚(yáng)，使下吹式螺旋器34沿F向下吹，將強(qiáng)化材5導(dǎo)入熔煉室11內(nèi)的金屬基熔湯2中，以行攪拌混合。該中空轉(zhuǎn)動(dòng)抽331的中央通孔332與強(qiáng)化材進(jìn)料裝置6相連通，并導(dǎo)入強(qiáng)化材進(jìn)入料斗31中，軸331上端借傳動(dòng)輪333，傳動(dòng)帶334連接一中心驅(qū)動(dòng)馬達(dá)335，以驅(qū)轉(zhuǎn)螺旋器33，中空傳動(dòng)軸331鉸接在料斗31的上方的軸筒301的中央通孔中。
該下吹式螺旋器34包含多數(shù)向下偏斜的螺旋槳式葉片，徑向軸接在一中空套軸341的下端，套軸341的底端340則接在料斗31的吊架30與軸筒301的交界處，以繞著同一軸心300與螺旋器33同心回轉(zhuǎn)，套軸341的中心穿設(shè)一中央通孔342滑動(dòng)在料斗的軸筒301上，該套軸341鉸接在陶瓷蓋13的中孔132上，且上方借傳動(dòng)輪343，傳動(dòng)帶344穿通支架302連接一下吹驅(qū)動(dòng)馬達(dá)345以驅(qū)動(dòng)螺旋器34轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述陶瓷蓋13內(nèi)緣為弧型曲壁133，有助于園順地導(dǎo)引氮?dú)饬鱃進(jìn)入溶煉室11中，為使陶瓷蓋13中孔132與軸承間不會(huì)漏出微細(xì)的強(qiáng)化材5，可在套軸341上，鄰蓋13的下方，加裝一擋盤15，為淺園筒型向上折彎的突緣151，位于擋盤15與蓋13之間，形成一惰性氣室152，利用惰性氣的氣壓密封住軸承間隙。
該料斗31的中心，螺旋器33，34的中心處在同一軸心300上，以共同的軸心300為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使整個(gè)熔煉混合操作處在園滑平穩(wěn)，勻速的旋轉(zhuǎn)中。
該中心驅(qū)動(dòng)馬達(dá)335與下吹驅(qū)動(dòng)馬達(dá)345分別安裝在陶瓷蓋13上，整個(gè)陶瓷蓋13再借連設(shè)的固定板71安裝在機(jī)架7上，借升降機(jī)構(gòu)73(可為手動(dòng)，電動(dòng)，油壓，氣動(dòng)等多種形式設(shè)計(jì)與選擇)，使固定板71沿導(dǎo)桿72作升降運(yùn)動(dòng)，以便在每批熔煉操作前、后，拉起陶瓷蓋13與加料攪拌裝置3用，當(dāng)然其它吊舉，升降、搬運(yùn)設(shè)備也可適當(dāng)應(yīng)用。
該強(qiáng)化材進(jìn)料裝置6，借連桿60安裝在機(jī)架7的導(dǎo)桿72上，圖1所示的進(jìn)料裝置6包括一強(qiáng)化材儲(chǔ)槽61，有預(yù)熱裝置62，有一輸送導(dǎo)管63，進(jìn)給咀64導(dǎo)入中空傳動(dòng)軸的中央通孔332中，以飼入料斗31中，進(jìn)給咀64向下漸尖與中央通孔332管壁保持少許間距，以避免強(qiáng)化材顆粒堵塞，該進(jìn)料裝置6可借一加壓裝置(未示出)或其它輸送，泵壓方式將強(qiáng)化材5導(dǎo)入料斗31中，進(jìn)給咀64與傳動(dòng)軸331接合處以密封聯(lián)結(jié)器641等密封(但仍容許中空傳動(dòng)軸331回轉(zhuǎn))以防大氣進(jìn)入熔煉室11。
上述的設(shè)備處在高溫金屬湯之中，對(duì)有接觸的高溫表面應(yīng)用氧化鋁等涂層預(yù)以保護(hù)；上述漩渦攪拌器32由圖1所示為斜置在爐中，也可設(shè)計(jì)為與共同軸心300為同一軸心者。
采用以上設(shè)備制造本發(fā)明分散強(qiáng)化復(fù)合材料的方法具體如下1、將金屬或金屬合金基材2如鋁，鋁合金基材置入加熱爐1中，開(kāi)啟氮?dú)?或惰性氣體)供應(yīng)裝置4以氮?dú)獯凋?qū)加熱爐1中的空氣，由管14排出，然后關(guān)去閥142，加入助熔劑，重熔該金屬基材2。
2、將強(qiáng)化材5經(jīng)進(jìn)料裝置6導(dǎo)入料斗31中，該強(qiáng)化材5可為顆粒強(qiáng)化相或其他如短纖，須晶等形式，平均粒徑可小至0.05μm或更小，可選用氧化鋁，氮化矽，碳化矽，碳化鈦，氧化鋯，碳化硼及碳化鉭等，該強(qiáng)化材5所盛裝的料斗31在高溫的金屬熔湯2上可作預(yù)熱并蒸除其中的水分(注料斗31的高度以使靜止及運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的漩渦不致于流入料斗中為原則)；3、啟動(dòng)漩渦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)322，轉(zhuǎn)速為400—600rPm，以驅(qū)轉(zhuǎn)漩渦攪拌器32，造成漩渦22，并加強(qiáng)對(duì)流作用，如圖1所示。
4、啟動(dòng)下吹式或套軸式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)345，以驅(qū)動(dòng)下吹式螺旋器34，使其轉(zhuǎn)速為2000—6000rPm，以產(chǎn)生向下的風(fēng)壓；再啟動(dòng)中心傳動(dòng)馬達(dá)335，轉(zhuǎn)速為3000—8000rpm，使該向上曳引式螺旋器33高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生曳引的氣流D，將料斗31內(nèi)的微細(xì)強(qiáng)化材5逐層地或逐漸地抽吸，上揚(yáng)(注熱氣對(duì)流作用有助于微細(xì)強(qiáng)化材的上升)逸入爐上方的空間，此時(shí)微細(xì)強(qiáng)化材除自身重力下降外，還受下吹式螺旋器34的風(fēng)壓所壓下，故將導(dǎo)入漩渦狀的金屬基熔湯2中，再借攪拌器32的攪拌，混勻，使強(qiáng)化材5分散，混合在金屬基材2中，以制造出分散強(qiáng)化的復(fù)合材料。
5、混合操作完成后，關(guān)去馬達(dá)322，335，345，移去(上升)加料攪拌裝置3，進(jìn)行除氣工作，將復(fù)合材料中的氣體以真空方式抽除。
6、澆鑄該復(fù)合材料制成鑄錠，并進(jìn)行退火處理，以得到本發(fā)明的強(qiáng)化復(fù)合材料。
本發(fā)明的具體實(shí)施例如下實(shí)施例1首先將2014AL合金在700℃重熔在圖1所示的裝置中，加入助熔劑，鋁合金熔融后，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，并將表面浮渣清除掉，所有加料攪拌系統(tǒng)定位于圖1所示的適當(dāng)位置，繼續(xù)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛在熔湯上方，因系統(tǒng)采用密閉式，故一旦氮?dú)鈱有纬珊?，即可關(guān)閉氮?dú)庠?，而?jié)約成本，將適當(dāng)已預(yù)熱至100—700℃的強(qiáng)化相顆粒加入料斗31內(nèi)，啟動(dòng)攪拌器32，緩慢加速至400rpm，其撐拌器的軸321可用熔槳噴布一層氧化鋁作保護(hù)，然后啟動(dòng)馬達(dá)345，335及螺旋器34、33，緩慢加速使螺旋器34，33分別達(dá)到2000—4000rpm及3000—5000rpm，加入定量氧化鋁陶瓷顆粒后，關(guān)掉馬達(dá)335，并降低攪拌器32的速率為80rpm，繼續(xù)攪拌10分鐘后，關(guān)掉馬達(dá)345，移出加料攪拌系統(tǒng)，在此實(shí)施例中氧化鋁陶瓷顆粒用0.3μm，平均粒徑d相氧化鋁陶瓷顆粒，強(qiáng)化相含量為2Wt％。
經(jīng)后段除氣，澆鑄等過(guò)程，將所得的鑄錠放置在340℃空氣爐中進(jìn)行2小時(shí)退火處理，最后該爐冷卻至常溫，以得到強(qiáng)化的復(fù)合材料產(chǎn)品，其晶相可由圖4檢知，該氧化鋁陶瓷顆粒已均勻地混入在復(fù)合材料的成品中。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的步驟，使用6061AL當(dāng)母材，所添加強(qiáng)化材為15μm平均粒徑的氧化鋁顆粒10wt％，螺旋器33的轉(zhuǎn)速加速到6000—8000rpm，而螺旋器34的轉(zhuǎn)速則調(diào)為4000—6000rpm。這樣制成的強(qiáng)化復(fù)合材料如圖5中所示。從圖5檢知，該氧化鋁強(qiáng)化材已均勻地混入在復(fù)合材料的成品中。
總之，本發(fā)明的方法不僅限鋁基復(fù)合材料的制作，對(duì)于一般金屬基復(fù)合材料的液態(tài)鑄造均可適用，如金屬基內(nèi)均勻分散陶瓷顆粒等強(qiáng)化材。
權(quán)利要求
1.以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于a、將金屬或金屬合金基材(2)加入一密閉式加熱爐(1)中，加熱重熔使成金屬熔湯，并使惰性氣體供應(yīng)裝置(4)吹驅(qū)爐(1)內(nèi)的空氣，形成惰性氣體罩，罩覆于加熱爐中的金屬基熔湯；b，在加熱爐(1)中旋接一加料攪拌裝置(3)，將強(qiáng)化材(5)經(jīng)一強(qiáng)化加料裝置(6)導(dǎo)入該加料攪拌裝置(3)的料斗(31)中，該料斗(31)懸固在該金屬基溶湯上方為熔湯的高熱所預(yù)熱；c、驅(qū)動(dòng)加料攪拌裝置(3)，攪拌金屬基熔湯形成一漩渦，并曳引，上揚(yáng)盛裝在料斗(31)中的強(qiáng)化材(5)，逸入在加熱爐(1)的上方，爐上方形成一向下的風(fēng)壓以下壓上揚(yáng)的強(qiáng)化材(5)，并導(dǎo)入爐下方的金屬基熔湯中，予以攪拌，混勻以形成分散的強(qiáng)化復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于強(qiáng)化材(5)可為顆粒強(qiáng)化相或其他如短纖，須晶等形式，平均粒徑可小至0.05μm或更小，可選用氧化鋁，氮化矽，碳化矽，碳化鈦，氧化鋯，碳化硼及碳化鉭等，其中該金屬基材為鋁合金基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于加熱爐(1)內(nèi)裝入金屬基材如鋁合金基材熔湯(2)，一加料攪拌裝置(3)，惰性氣體(氮?dú)?供應(yīng)裝置(4)，一強(qiáng)化材進(jìn)料裝置(6)，強(qiáng)化材(5)可為氧化鋁顆粒等，一機(jī)架(7)組成。其特征在于加熱爐(1)中有一熔煉室(11)盛放金屬基材(2)在熔煉室(11)內(nèi)，上方有一耐熱陶瓷(或絕緣)蓋(13)約呈圓筒型鐘罩，自圓筒壁(131)的下突緣(131a)處設(shè)有束緊器(131b)及耐熱密封材(131c)，復(fù)蓋在加熱爐(1)的上方；該陶瓷蓋(13)上安裝氮?dú)夤?yīng)裝置(4)的進(jìn)氣管(43)，經(jīng)可繞性輸氣管(41)，開(kāi)關(guān)(42)導(dǎo)入熔煉室(11)中，空氣經(jīng)管口(141)循排放管(14)排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于加料攪拌裝置(3)包括一料斗(31)固設(shè)在加熱爐熔煉室(11)的中央處，用以盛裝由強(qiáng)化材進(jìn)料裝置(6)所飼入的強(qiáng)化材(5)；一漩渦攪拌器(32)由陶瓷蓋(13)向下伸入趨近加熱爐(1)中熔煉室(11)的爐底用以攪拌內(nèi)裝的金屬基材2，一向上曳引式螺旋器(33)旋接在料斗(31)的中央處以向上曳引斗內(nèi)的強(qiáng)化材顆粒離開(kāi)料斗(31)向上，向外昂揚(yáng)；以及一向下吹的螺旋器(34)旋設(shè)在料斗(31)的頂方靠近陶瓷蓋(13)，以向下吹驅(qū)由螺旋器(33)向上曳引的強(qiáng)化材(5)，使之吹入到金屬基材(2)的熔湯中，然后借攪拌器(32)的攪拌，使強(qiáng)化材(5)均勻地混合在復(fù)合材料中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于漩渦攪拌器(32)軸接在一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(322)的攪拌器軸(321)的下端，該軸(321)由滑設(shè)在陶瓷蓋(13)圓筒壁(131)上的一對(duì)束套(323)所夾合，鉸接并穿過(guò)陶瓷蓋(13)的側(cè)孔(134)后伸入加熱爐(1)中趨近爐底者，而攪拌器(32)適位于料斗(31)的底下，攪拌器軸(321)底端，且徑向連設(shè)螺旋葉片，使之旋轉(zhuǎn)后能驅(qū)轉(zhuǎn)金屬基熔湯(2)，使由虛線的平面(21)形成漩渦(22)并產(chǎn)生對(duì)流者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于料斗(31)約呈碗型，缽型或短截圓筒型，以盛裝強(qiáng)化材(5)，斗的上部形成一同心環(huán)肩部(311)，穿設(shè)有多數(shù)導(dǎo)氣孔(312)，肩部(311)中央向上伸設(shè)一中央導(dǎo)槽(313)，約呈圓筒狀，其內(nèi)旋設(shè)向上曳引式螺旋器(33)，以及一吊架(30)下連料斗的肩部(311)，向上向中央連接一軸筒(301)，以旋套下吹式螺旋器(34)的中空套軸(341)在中孔軸(342)上，該軸筒(301)自該下吹式螺旋器(34)的套軸(341)頂緣之外，下連一支架(302)，以撐連在陶瓷蓋(13)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于向上曳引式螺旋器(33)包含多數(shù)向上偏斜的螺旋槳式葉片，徑向連設(shè)在一中空傳動(dòng)軸(331)的底端，置于料斗的中央導(dǎo)槽(313)的中心處，將氮?dú)饬鹘?jīng)導(dǎo)氣孔(312)進(jìn)入曳引料斗內(nèi)的強(qiáng)化材(5)如顆粒型者內(nèi)上昂揚(yáng)，使下吹式螺旋器(34)沿F向下吹，將強(qiáng)化材(5)導(dǎo)入熔煉室(11)內(nèi)的金屬基熔湯(2)中，該中空轉(zhuǎn)動(dòng)抽(331)的中央通孔(332)與強(qiáng)化材進(jìn)料裝置(6)相連通，并導(dǎo)入強(qiáng)化材進(jìn)入料斗(31)中，軸(331)上端借傳動(dòng)輪(333)，傳動(dòng)帶(334)連接一中心驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(335)，以驅(qū)轉(zhuǎn)螺旋器(33)，中空傳動(dòng)軸(331)鉸接在料斗(31)的上方的軸筒(301)的中央通孔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于下吹式螺旋器(34)包含多數(shù)向下偏斜的螺旋槳式葉片，徑向軸接在一中空套軸(341)的下端，套軸(341)的底端(340)則接在料斗(31)的吊架(30)與軸筒(301)的交界處，以繞著同一軸心(300)與螺旋器(33)同心回轉(zhuǎn)，套軸(341)的中心穿設(shè)一中央通孔(342)滑動(dòng)在料斗的軸筒(301)上，該套軸(341)鉸接在陶瓷蓋(13)的中孔(132)上，且上方借傳動(dòng)輪(343)，傳動(dòng)帶(344)穿通支架(302)連接一下吹驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(345)以驅(qū)動(dòng)螺旋器(34)轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于陶瓷蓋(13)內(nèi)緣為弧型曲壁(133)，可在套軸(341)上，鄰蓋(13)的下方，加裝一擋盤(15)，為淺園筒型向上折彎的突緣(151)，位于擋盤(15)與蓋(13)之間，形成一惰性氣室(152)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于料斗(31)的中心，螺旋器(33)，(34)的中心處在同一軸心(300)上，以共同的軸心(300)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于中心驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(335)與下吹驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(345)分別安裝在陶瓷蓋(13)上，整個(gè)陶瓷蓋(13)再借連設(shè)的固定板(71)安裝在機(jī)架(7)上，借升降機(jī)構(gòu)(73)使固定板(71)沿導(dǎo)桿(72)作升降運(yùn)動(dòng)，以便在每批熔煉操作前、后，拉起陶瓷蓋(13)與加料攪拌裝置(3)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，其特征在于強(qiáng)化材進(jìn)料裝置(6)，借連桿(60)安裝在機(jī)架(7)的導(dǎo)桿(72)上，進(jìn)料裝置(6)包括一強(qiáng)化材儲(chǔ)槽(61)，有預(yù)熱裝置(62)，有一輸送導(dǎo)管(63)，進(jìn)給咀(64)導(dǎo)入中空傳動(dòng)軸的中央通孔(332)中，以飼入料斗(31)中，進(jìn)給咀(64)向下漸尖與中央通孔(332)管壁保持少許間距。
全文摘要
一種以曳引方式混以強(qiáng)化材的復(fù)合材制法及其設(shè)備，包括一加熱爐中置入金屬基熔湯，且旋接一加料攪拌裝置含有料斗及攪拌器等，于料斗中央旋接向上曳引式螺旋器，料斗下方旋接一漩渦攪拌器，料斗上方套接一下吹式螺旋器，啟動(dòng)螺旋器，使料斗中的微細(xì)強(qiáng)化材向上曳引并遭下吹式螺旋器的下吹氣流，將強(qiáng)化材導(dǎo)入金屬熔湯中，再經(jīng)攪拌，混勻，以制成分散強(qiáng)化的復(fù)合材料，此制造方法可節(jié)省大量氮?dú)?，制成的?fù)合材料材質(zhì)均勻機(jī)械性能好。
文檔編號(hào)C22C1/10GK1124299SQ94116890
公開(kāi)日1996年6月12日 申請(qǐng)日期1994年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月28日
發(fā)明者林清彬 申請(qǐng)人:林清彬, 曾清雄, 胡志章, 江長(zhǎng)良, 黃青陽(yáng)