一種雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄軋成形裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄軋成形裝置，所述方法包括以下步驟：喂料步驟：向金屬溶液中喂入已經(jīng)預(yù)制成形的多孔陶瓷板材；浸滲步驟：金屬溶液在壓力的作用下以滲流的方式進(jìn)入多孔陶瓷內(nèi)部形成雙連續(xù)相復(fù)合材料；成形步驟：對浸滲步驟成型的復(fù)合材料表面進(jìn)行軋制，并通過冷卻在復(fù)合材料表面形成一金屬板層。本實(shí)用新型所提供的方法可以實(shí)現(xiàn)雙連續(xù)相復(fù)合材料的一次連續(xù)成形，并且改善了金屬相力學(xué)特性，提高材料的耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性。
【專利說明】一種雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄軋成形裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料連續(xù)成形裝置，屬于復(fù)合板材加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對材料的性能的要求越來越高。兩種或兩種以上 的材料經(jīng)過復(fù)合工藝而制備成的復(fù)合材料，因?yàn)榭梢栽诟鞣N材料性能上取長補(bǔ)短，綜合性 能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求，成為未來材料方向發(fā)展的必然趨勢。金屬基陶 瓷復(fù)合材料就是一種既具有陶瓷的高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化特性，又具有金屬的塑性和抗沖 擊性能的高性能復(fù)合材料，在航空航天材料、耐高溫結(jié)構(gòu)材料、防護(hù)材料上有著廣泛的應(yīng) 用。
[0003] 金屬基雙連續(xù)相復(fù)合材料是指多孔陶瓷增強(qiáng)體在三維空間內(nèi)連通，金屬基體在三 維空間內(nèi)也呈連通，增強(qiáng)體和基體相互纏繞的復(fù)合材料。金屬基體在三維方向傷感相互連 通，使得復(fù)合材料在受到外力時(shí)可以利用內(nèi)部連通的金屬基體高韌性和承載能力，提高材 料的使用壽命。另外三維方向相互連通的陶瓷相因?yàn)榫哂休^高的硬度和抗塑性變形的能 力，可以作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)相，并且提高材料的高耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性。
[0004] 但是現(xiàn)在雙連續(xù)相復(fù)合材料的制備大部分采用的是模具鑄壓成形，成本較高，成 形時(shí)間較長，并且還存在金屬溶液浸滲不徹底的可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本實(shí)用新型提出一種金屬溶液浸滲徹底，從而形成復(fù)合板材性能 好的雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄壓成形裝置。
[0006] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄壓成形裝置，包括浸滲箱體，在所述浸滲箱體上端 設(shè)置有板材輸送入口和氣體入口，在所述浸滲箱體的下端設(shè)置有板材輸送出口，在所述板 材輸送出口的兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)軋輥，在所述軋輥內(nèi)設(shè)置有冷卻結(jié)構(gòu)。
[0008] 所述的冷卻結(jié)構(gòu)為設(shè)置在軋輥表面內(nèi)部的環(huán)形冷卻通道，在冷卻通道內(nèi)設(shè)置有冷 卻水。
[0009] 在所述浸滲箱體的側(cè)面設(shè)置有金屬溶液的澆注通道。
[0010] 本實(shí)用新型通過對金屬溶液表面施加壓力，從而強(qiáng)化和提高了金屬溶液的滲透能 力，并通過冷卻與軋制，不僅可以進(jìn)一步的提高板材的表面性能，還能通過冷卻作用使得金 屬溶液在復(fù)合材料的表面形成了一層金屬板，提高了材料表面韌性和方便了材料的機(jī)加 工。
[0011] 而且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，可以很容易就實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，所成形的 復(fù)合材料中金屬溶液可以充分浸滲。配置了冷卻裝置，可以使多孔陶瓷內(nèi)的金屬溶液快速 冷卻，達(dá)到復(fù)合材料的快速成形。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型成形裝置的示意圖。
[0013] 其中：1、氣體入口，2、燒注通道，3、浸滲箱體，4、金屬溶液，5、乳棍，6、金屬板層，7、 雙連續(xù)相復(fù)合材料，8、多孔陶瓷。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本 實(shí)用新型制備Sic-Al雙連續(xù)相復(fù)合材料的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明，使本實(shí)用新型的 上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用 新型的主旨。
[0015] 如圖1所示，本實(shí)用新型成形裝置包括浸滲箱體3,在浸滲箱體上端設(shè)置有板材輸 送入口和氣體入口，在浸滲箱體的側(cè)面設(shè)置有金屬溶液的澆注通道2,在浸滲箱體的下端設(shè) 置有板材輸送出口，在板材輸送出口的兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)軋輥5,在軋輥5內(nèi)設(shè)置有冷卻結(jié) 構(gòu)，冷卻結(jié)構(gòu)為設(shè)置在軋輥表面內(nèi)部的環(huán)形冷卻通道，在冷卻通道內(nèi)設(shè)置有冷卻水。
[0016] 利用本發(fā)明成形裝置生產(chǎn)板材的方法包括以下步驟：
[0017] 喂料步驟：通過喂料機(jī)從浸滲箱體3上部封口喂入已經(jīng)預(yù)制成形的多孔陶瓷板材 8〇
[0018] 浸滲步驟：當(dāng)多孔陶瓷板材8浸入金屬溶液4后，在浸滲箱體3內(nèi)氣體壓力的作用 下金屬溶液4通過滲流的方式進(jìn)入多孔陶瓷板材8內(nèi)部形成雙連續(xù)相復(fù)合材料7。
[0019] 成形步驟：在浸滲箱體3下方有雙軋輥5,軋輥5內(nèi)有冷卻水，雙軋輥即是本實(shí)用 新型的冷卻裝置，同時(shí)用以軋制作用。金屬溶液4在軋輥5表面冷卻凝固，凝固殼層隨軋輥 5運(yùn)動方向逐漸增厚，在雙軋輥5的軋縫位置(雙輥距離最近處）凝固的金屬板層6與雙連 續(xù)相復(fù)合材料7接觸，在軋輥5軋制力的作用下，與雙連續(xù)相復(fù)合材料7緊密貼合，也利用 軋制作用改善了金屬相力學(xué)性能。同時(shí)雙連續(xù)相復(fù)合材料7在軋輥5的冷卻作用下內(nèi)部的 液相金屬完全凝固，從而連續(xù)輸出復(fù)合材料板材。
[0020] 在所浸滲箱體3的上留有高壓氣體入口 1，通過高壓氣體入口 1向浸滲箱體3內(nèi)充 入高壓氣體，以維持浸滲箱體3內(nèi)部在穩(wěn)定的壓力范圍0. 2?IMpa。
[0021] 在浸滲箱體3的兩側(cè)開設(shè)有澆注通道2,金屬溶液4通過澆注通道2注入浸滲箱體 3并保持一定的液位高度在軋輥上部KTl5cm處。
[0022] 本實(shí)施例所使用裝置所需的工藝條件為：A1合金金屬溶液溫度650°C，多孔陶瓷 預(yù)熱溫度為600°C。金屬溶液溫度為高于合金液相線溫度1(T15°C，多孔陶瓷預(yù)熱溫度為高 于合金固相線溫度20~30°C。
[0023] 在本實(shí)施例中，在金屬溶液4浸滲入多孔陶瓷8過程中，多孔陶瓷板材8喂入速率 為0. 125m/s、雙軋輥5轉(zhuǎn)動速率為12轉(zhuǎn)/min、浸滲箱體3內(nèi)的液位高度保持在軋輥上部 l(Tl5Cm，以保證金屬溶液4充分浸滲入多孔陶瓷內(nèi)部。
[0024] 可以清楚，本實(shí)用新型中金屬溶液4的浸滲速率、多孔陶瓷板材8喂入速率以及雙 輥5轉(zhuǎn)動速率并不是唯一的，只要能以其他速率組合以保證金屬溶液4的充分浸滲即可。
[0025] 在本實(shí)用新型的雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄軋成形方法中，本實(shí)用新型連續(xù)地從喂 料機(jī)中向浸滲箱體3喂入預(yù)制成形的多孔陶瓷板材8,可以達(dá)到大批量生產(chǎn)所述的雙連續(xù) 相復(fù)合板材。
[0026] 同時(shí)，在本具體實(shí)施例中，還可以調(diào)整雙輥5間距以及浸滲箱體3上部封口間距， 以達(dá)到可以鑄軋不同厚度的雙連續(xù)相復(fù)合板材7。
[0027] 可以想見的是，本實(shí)用新型所適用的多孔陶瓷板材8可以有A1203、SiC、Zr0 2、 3以4、1^2、5102等，所適用的金屬基可以包括鋁、銅、鎂、鎳、鐵等金屬合金。
[0028] 同時(shí)，可以想見，本實(shí)用新型所使用的冷卻裝置與軋制裝置并不一定僅僅只有本 具體實(shí)施例里面的雙輥方式，也可以是冷卻裝置與軋制裝置分開，或者采取其他有同樣功 能的裝置。
[0029] 在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描 述僅是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型能夠以很多不同于此描述的其它方 式或其它裝置來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施例的限制。同時(shí)任何熟悉 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技 術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施 例。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所 做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙連續(xù)相復(fù)合板材連續(xù)鑄軋成形裝置，其特征在于：包括浸滲箱體，在所述浸 滲箱體上端設(shè)置有板材輸送入口和氣體入口，在所述浸滲箱體的下端設(shè)置有板材輸送出 口，在所述板材輸送出口的兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)軋輥，在所述軋輥內(nèi)設(shè)置有冷卻結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄軋成形裝置，其特征在于：所述的冷卻結(jié)構(gòu)為設(shè)置在 軋輥表面內(nèi)部的環(huán)形冷卻通道，在冷卻通道內(nèi)設(shè)置有冷卻水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)鑄軋成形裝置，其特征在于：在所述浸滲箱體的側(cè)面設(shè) 置有金屬溶液的澆注通道。
【文檔編號】B21B27/08GK203900096SQ201420145425
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】馬強(qiáng), 陳振乾, 周長軍 申請人:興化市興東鑄鋼有限公司