專利名稱：一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬層狀復(fù)合板的制造技術(shù)，尤其涉及一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的層狀金屬復(fù)合板制造方法有爆炸復(fù)合法、軋制復(fù)合法、離心鑄造復(fù)合法、電磁連鑄法等，其中采用軋制法和電磁連鑄法，雖然能生產(chǎn)長尺寸板坯，但有設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點；采用離心鑄造法和爆炸法，由于不能連續(xù)生產(chǎn)，且工藝過程不易控制，存在生產(chǎn)效率低、板坯尺寸受到限制等缺點
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有層狀復(fù)合板生產(chǎn)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種可以制造長尺寸、寬度可調(diào)、設(shè)備簡單容易操作和成本低的層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備及其采用該設(shè)備制造層狀金屬復(fù)合板的方法。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括送帶機構(gòu)、導(dǎo)向輥、冷卻板、結(jié)晶器、夾送棍和引徒桿；其中所述的結(jié)晶器和引錠桿的引錠頭組成金屬凝固型腔，形成金屬熔池；所述的結(jié)晶器為寬度可調(diào)的板坯結(jié)晶器；引錠桿封堵結(jié)晶器下口 ；所述的送帶機構(gòu)和導(dǎo)向輥位于結(jié)晶器上方，送帶機構(gòu)和導(dǎo)向輥以一定的速度垂直向結(jié)晶器內(nèi)送薄復(fù)合基板，使薄復(fù)合基板平行于結(jié)晶器的長面，薄復(fù)合基板端部與引錠桿的鉤頭接觸并連接；結(jié)晶器被薄復(fù)合基板隔成大小不同的第一液態(tài)金屬熔池和第二液態(tài)金屬熔池；所述的冷卻擋板安裝在結(jié)晶器下口的兩個長面，夾送輥位于冷卻擋板之后。采用本發(fā)明的層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備制造層狀金屬復(fù)合板的方法如下I、利用結(jié)晶器和引錠桿的引錠頭組成金屬凝固型腔，形成金屬熔池。2、用送帶機構(gòu)和導(dǎo)向輥以一定的速度垂直向結(jié)晶器內(nèi)輸送薄復(fù)合基板。使薄復(fù)合基平行結(jié)晶器的長面，薄復(fù)合基板端部與引錠桿的鉤頭接觸并連接。3、分別熔煉基板金屬液和復(fù)板金屬液。4、將基板金屬液澆注到第一金屬熔池中，將復(fù)板金屬液注入第二金屬熔池中。5、利用引錠桿將鑄坯引出結(jié)晶器下口，通過夾送輥向下運送。6、脫掉引錠桿。本發(fā)明與其他方法比較，本發(fā)明具有以下有益效果I、實現(xiàn)連鑄生產(chǎn)復(fù)合板坯，能連續(xù)生產(chǎn)長尺寸和寬度范圍較寬的復(fù)合板坯，并且在復(fù)合界面上形成冶金結(jié)合，它具有設(shè)備簡單，工藝流程短，生產(chǎn)效率高，節(jié)約能源和降低成本等優(yōu)點。
2、利用一定厚度的復(fù)合板基板材料的薄板順著平行結(jié)晶器寬面方向?qū)⒔Y(jié)晶器分割成大小不同的兩部分，基板金屬液注入在液態(tài)第一金屬熔池內(nèi)，復(fù)板金屬液澆入第二液態(tài)金屬熔池內(nèi)，基板金屬液和復(fù)板金屬液分別在結(jié)晶器內(nèi)凝固形成一定厚度的坯殼，隨著引錠桿的牽引和夾送輥的轉(zhuǎn)動，板坯向下運動，經(jīng)過冷卻板，坯殼厚度不斷增加，鑄坯繼續(xù)向下運動，直至金屬液完全凝固形成復(fù)合板坯。本發(fā)明實現(xiàn)了連鑄生產(chǎn)復(fù)合板。3、由于利用結(jié)晶器及薄復(fù)合基板連鑄生產(chǎn)復(fù)合板坯，工藝流程短，達到了降低成本、節(jié)約能源、效率高的目的。4、利用結(jié)晶器做熔池，可以生產(chǎn)復(fù)合板的厚度變化范圍較大。


圖I是本發(fā)明的層狀金屬復(fù)合板制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的A-A旋轉(zhuǎn)視圖。圖3是薄基板與引錠桿連接圖。圖中1、送帶機構(gòu),2、薄復(fù)合基板,3、導(dǎo)向棍,4復(fù)板金屬液,5、基板金屬液,6、冷卻板，7、結(jié)晶器,8、復(fù)合板還,9、夾送棍，10、引錠桿，11、第一金屬熔池，12,第二金屬熔池。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明
具體實施例方式如圖I和圖2所示，本實施例給出一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備，包括送帶機構(gòu)
I、導(dǎo)向輥3、冷卻板6、結(jié)晶器7、夾送輥9和引錠桿10 ;其中送帶結(jié)構(gòu)I將薄復(fù)合基板2送入結(jié)晶器7，使薄復(fù)合基板2與結(jié)晶器7長面平行。薄復(fù)合基板2與結(jié)晶器7內(nèi)壁有間隙，以防薄復(fù)合復(fù)板2磨損結(jié)晶器7內(nèi)壁。薄復(fù)合基板2將基板金屬液4和復(fù)板金屬液5分開。結(jié)晶器7為寬度可調(diào)的板坯結(jié)晶器。結(jié)晶器7下口兩長面安裝一塊銅質(zhì)的冷卻板6，銅質(zhì)的冷卻板6靠彈簧支撐緊貼在坯殼表面，夾送輥9位于冷卻擋板6之后。由結(jié)晶器7和引錠桿10組成的金屬凝固型腔，利用薄復(fù)合基板2將結(jié)晶器7分成兩部分，即第一金屬熔池11和第二金屬熔池12,薄復(fù)合基板2的厚度O. ImnTlOmm,基板金屬液4和復(fù)板金屬液5分別在第一金屬熔池11和第二金屬熔池12的內(nèi)壁冷卻凝固，隨著引錠桿10向下運動和送帶機構(gòu)I的送帶，板坯8向下運動，在結(jié)晶器7底部冷卻擋板6的作用下，坯殼厚度不斷增加，直至凝固結(jié)束，形成復(fù)合板坯8。以下是發(fā)明人給出的實施例，需要說明的是本發(fā)明不限于這些實施例。實施例I :不銹鋼和鋼復(fù)合板制備本實施例中，不銹鋼復(fù)合板由0Crl3不銹鋼和20#普通碳鋼復(fù)合而成。0Crl3不銹鋼耐腐蝕，20#普通碳鋼成本低。0Crl3不銹鋼/20#鋼復(fù)合板的厚度為5mm/25mm,這種復(fù)合板廣泛應(yīng)用于化工業(yè)、軍事等領(lǐng)域。制備0Crl3不銹鋼/20#鋼復(fù)合板步驟如下I、選擇20#普通碳鋼薄板作為薄復(fù)合基板2 (以下稱20#普通碳鋼薄板)，其寬度與欲制備復(fù)合板的寬度相同，厚度O. 5mm。2、調(diào)整結(jié)晶器7，使結(jié)晶器7內(nèi)室寬度為30mm，引錠桿10封堵在結(jié)晶器7下口形成金屬熔池。用植物油或礦物油對結(jié)晶器7內(nèi)壁進行潤滑。3、用送帶機構(gòu)和導(dǎo)向輥將20#普通碳鋼薄板2送入結(jié)晶器，使其平行于結(jié)晶器的長面，20#普通碳鋼薄板2在結(jié)晶器7底部與引錠桿10的引錠頭連接。20#普通碳鋼薄板2將結(jié)晶器7分成寬度為24. 5mm的第一金屬熔池11和寬度為5mm第二金屬熔池12。4、分別將0Crl3不銹鋼和20#普通碳鋼進行熔煉。5、將20#普通碳鋼金屬液4澆入第一金屬熔池11內(nèi)，0Crl3不銹鋼金屬液5澆入第二金屬熔池12內(nèi)。6、待結(jié)晶器7中的0Crl3不銹鋼金屬液4和20#普通碳鋼金屬液5形成超過安全厚度的還殼后，通過引錠桿10以5m/min的速度向下拉出。7、脫去引錠桿10，待板坯8冷卻后進行打毛、去頭，即制備出厚度為5mm/25mm的耐腐蝕性能優(yōu)良的0Crl3不銹鋼/20#鋼復(fù)合板。實施例2 :鋼/鋁復(fù)合板制備本實施例中采用鋼/鋁復(fù)合板Q235普通碳鋼和LY12鋁材復(fù)合而成，其厚度是30mm/10mm, Q235/LY12復(fù)合板是以鋼為基板，鋁為復(fù)板的層狀材料，既具有鋼的高硬質(zhì)、高脆性、高熔點等特性，又具有鋁的耐蝕、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、密度小、成本低等優(yōu)良性能。它可用作地鐵輸電感應(yīng)板，相對其他材料保證導(dǎo)電性和成本低的同時又能承受較大載荷、利用它的耐腐蝕、高導(dǎo)電及成本低的特點，應(yīng)用在電解鋁、鋁冶煉等領(lǐng)域。制備Q235/LY12復(fù)合板步驟如下I、選擇Q235普通碳鋼薄板作為薄復(fù)合基板2 (以下稱Q235薄鋼板)，其寬度與預(yù)制備復(fù)合板的寬度相同，厚度O. 4mm。2、調(diào)整結(jié)晶器7，使結(jié)晶器7內(nèi)室寬度為40mm，引錠桿10封堵在結(jié)晶器7下口形成金屬熔池。用植物油或礦物油對結(jié)晶器7內(nèi)壁進行潤滑。3、用送帶機構(gòu)I和導(dǎo)向輥3將Q235薄鋼板2送入結(jié)晶器7，其平行于結(jié)晶器7的長面，與引錠桿10的引錠頭接觸并連接。Q235薄鋼板2將結(jié)晶器7隔成兩個金屬熔池，即第一金屬熔池11和第二金屬熔池12,第一金屬熔池11的寬度為29. 6mm,第二金屬熔池12的寬度為10mm。4、將兩種金屬分別進行熔融。5、將LY12金屬液5澆入到第二金屬熔池12內(nèi)，Q235普通碳鋼金屬液4澆入第一金屬熔池11中。6、待結(jié)晶器7中的LY12金屬液5和Q235普通碳鋼金屬液4形成超過安全厚度的坯殼后，將引錠桿10引出，并以3. 75m/min的速度向下拉出，脫去引錠桿10。待板坯8冷卻后進行打毛、去頭，即制備出厚度30mm/10mm的耐腐蝕性能優(yōu)良的Q235/LY12復(fù)合板。實施例3 :鑄鐵/鋼雙金屬復(fù)合板制備本實例采用45#普通碳鋼和KMTBCr20Mn2Cu高鉻鑄鐵，制作厚度是20mm/8mm鑄鐵/45#鋼雙金屬復(fù)合板，其中鑄鐵如高錳鋼、白口鑄鐵、鉻系抗磨鑄鐵等，這類材料能使機件的抗磨損性能有較大的提高，但同時也存在缺點，例如白口鑄鐵和鉻系抗磨鑄鐵脆性較大、抗沖擊性能差，在沖擊性大的工況條件下安全性和穩(wěn)定性較差，易發(fā)生斷裂或剝落；高錳鋼抗磨粒磨損性能較差、屈服強度低，易導(dǎo)致磨機襯板因為螺栓拉斷而脫落現(xiàn)象，而且大部分耐磨鑄件結(jié)構(gòu)較笨重、不能焊接、運輸和應(yīng)用不便利。鑄鐵/鋼雙金屬復(fù)合板克服以上不足，能用焊接方法與其它部件連接。它們主要用于建材、水泥、冶金、礦山等部門。制備KMTBCr20Mn2Cu/45#鋼復(fù)合板步驟如下；I、選擇45#普通碳鋼作為薄復(fù)合基板2 (以下稱45#薄板)，其寬度與預(yù)制備復(fù)合板的寬度相同，厚度O. 6mm。2、調(diào)整結(jié)晶器7，使結(jié)晶器7內(nèi)室寬度為28mm，引錠桿10封堵在結(jié)晶器7下口形成金屬熔池。用植物油或礦物油對結(jié)晶器7內(nèi)壁進行潤滑。3、用送帶機構(gòu)I和導(dǎo)向輥3將45#薄板送入結(jié)晶器7，其平行于結(jié)晶器7的長面，與引錠桿10的引錠頭接觸并連接。45#薄板將結(jié)晶器7隔成兩個金屬熔池，即第一金屬熔池11和第二金屬熔池12，第一金屬熔池11的寬度為19. 4mm，第二金屬熔池的寬度為8mm。
4、將兩種金屬分別進行熔融。5、將KMTBCr20Mn2Cu金屬液5澆入到第二金屬熔池12內(nèi)，45普通碳鋼金屬液4澆入到第一金屬熔池11中。6、待結(jié)晶器7中的KMTBCr20Mn2Cu金屬液4和45普通碳鋼金屬液形成超過安全厚度的坯殼后，將引錠桿10引出，并以5. 35m/min的速度向下拉出，脫去引錠桿10。待板坯8冷卻后進行打毛、去頭，即制備出厚度是20mm/8mm耐腐蝕性能優(yōu)良的KMTBCr20Mn2Cu/45#
鋼雙金屬復(fù)合板。
權(quán)利要求
1.一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括送帶機構(gòu)(I)、導(dǎo)向輥(3)、冷卻板(6)、結(jié)晶器(7)、夾送輥(9)和引錠桿(10);其中 所述的結(jié)晶器(7)和引錠桿(10)的引錠頭組成金屬凝固型腔，形成金屬熔池；所述的結(jié)晶器(7 )為寬度可調(diào)的板坯結(jié)晶器；引錠桿(10 )封堵結(jié)晶器(7 )下口； 所述的送帶機構(gòu)(I)和導(dǎo)向輥(3)位于結(jié)晶器(7)上方，送帶機構(gòu)(I)和導(dǎo)向輥(3)以一定的速度垂直向結(jié)晶器(7)內(nèi)送薄復(fù)合基板(2)，使薄復(fù)合基板(2)平行于結(jié)晶器(7)的長面，薄復(fù)合基板(2)端部與引錠桿(10)的鉤頭接觸并連接；結(jié)晶器(7)被薄復(fù)合基板(2)隔成大小不同的第一液態(tài)金屬熔池(11)和第二液態(tài)金屬熔池(12); 所述的冷卻擋板(6)安裝在結(jié)晶器(7)下口的兩個長面，夾送輥(9)位于冷卻擋板(6)之后。
2.如權(quán)利要求I所述的層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備，其特征在于，所述的薄復(fù)合基板(2)的厚度可根據(jù)不同的材料及制備板坯的后續(xù)條件進行選擇。
3.權(quán)利要求I或2所述的層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備用于制造層狀金屬復(fù)合板的方法，其特征在于，按以下步驟進行 A、利用引錠桿(10)的引錠頭堵住結(jié)晶器(7)下口，形成液態(tài)金屬熔池； B、由送帶機構(gòu)(I)將薄復(fù)合基板(2)順著平行結(jié)晶器(7)長面方向送下，將液態(tài)金屬熔池分成第一液態(tài)金屬熔池(11)和第二液態(tài)金屬溶池(12)； C、將基板金屬液(4)與復(fù)板金屬液(5)分別燒入第一液態(tài)金屬熔池(11)和第二液態(tài)金屬熔池(12 )內(nèi)，基板金屬液(4)與復(fù)板金屬液(5 )分別在第一液態(tài)金屬熔池(11)和第二液態(tài)金屬熔池(12)內(nèi)結(jié)晶形成一定厚度的還殼后，由引錠桿(10)從結(jié)晶器(7)下口拉出，經(jīng)過冷卻板(6)的冷卻，坯殼厚度繼續(xù)增加，直至凝固結(jié)束，形成復(fù)合板坯(8)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的復(fù)合板坯(8)是不銹鋼/不銹鋼復(fù)合板、不銹鋼/鋼復(fù)合板、鋼/銅復(fù)合板、鋼/鑄鐵復(fù)合板、鋁/銅復(fù)合板、鋼/鋁復(fù)合板、鋁/不銹鋼、和銅/鋁復(fù)合板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種層狀金屬復(fù)合板的制造設(shè)備及采用該設(shè)備制造金屬復(fù)合板的方法，設(shè)備包括送帶機構(gòu)、導(dǎo)向輥、冷卻板、結(jié)晶器、夾送輥和引錠桿。利用一定厚度的復(fù)合板基板材料的薄板順著平行結(jié)晶器長度方向?qū)⒔Y(jié)晶器分割成第一金屬熔池和第二金屬熔池，基板金屬液澆入第一金屬熔池中，復(fù)板金屬液注入第二金屬熔池中，基板金屬液和復(fù)板金屬液分別在熔池內(nèi)壁凝固形成一定厚度的坯殼，隨著引錠桿的牽引、送帶機構(gòu)不斷向下送薄基板和夾送輥的轉(zhuǎn)動，鑄坯向下運動，在結(jié)晶器底部冷卻板的作用下，坯殼厚度不斷增加，鑄坯繼續(xù)向下運動，直至凝固結(jié)束形成復(fù)合板。設(shè)備簡單、生產(chǎn)成本低、工藝流程短、生產(chǎn)效率高、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。
文檔編號B22D11/05GK102941325SQ20121043928
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者劉環(huán), 鄒德寧, 鄭曉冉, 宋曄 申請人:西安建筑科技大學(xué)