一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置及真空涂镍方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置及真空涂镍方法，装置包括空管、上箱体、低合金钢基层、固定支架、加热板、不锈钢复层、气缸、石墨流道、气体分流板、吹气管、感应电炉、加热管、电磁振荡器、下箱体、固定杆，石墨流道的下端位于感应电炉底部的上方，加热板由固定支架和气缸固定在靠近涂膜区域的复合坯料三个面上，气体分流板放置在感应电炉上方，并在朝向感应电炉的一面开六个孔，环形分布。本发明专利技术的层间真空涂镍的方法与现有的中间夹层形成方法相比，本发明专利技术得到的层间金属洁净度高、层间镍层涂膜更薄更均匀、成品率高、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置及真空涂镍方法
本专利技术涉及镍复合板
，具体涉及到一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置及真空涂镍方法。
技术介绍
应用于极地海洋环境下舰船上的复合材料具备高强度和低温抗冲击性，同时能够有效抵御海水与海洋微生物的腐蚀，制备此类复合材料在压力场、速度场相互作用下基层与复层之间会形成不同的界面成分。在复合材料中间添加具有一定塑性、强度和亲润性的中间夹层，可有效防止元素的扩散，阻止界面脆性相和氧化物的形成，并改善焊接性能等。采用镍作为不锈钢复合材料中间夹层能有效消除界面的脱碳和富铬层，并能有效提高界面的结合强度。镍是重要的工业金属，广泛运用于钢铁工业、机械工业、建筑业和化学工业。镍不够洁净化以及不均匀的夹层会降低复合材料的综合性能，同时厚度过大的夹层会使成本升高，如专利CN105251971A采用水平式复合板制坯过程层间真空涂层，由于基层与复层分别与夹层的接触表面受重力影响不一致，导致流速不稳产生紊流且凝固后液体补缩缺陷严重；如专利CN104259772A采用电镀或者化学电镀方法在钢板的待复合表面上镀覆镍、铜等来形成镀层，由于电镀后产生的废水废气会污染环境，同时镀层较薄，高温或长时间加热下铁等元素可以穿越镀层，在界面形成脆性化合物，阻止元素扩散能力较差。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种提高复合材料层间界面洁净程度，同时能在保持复合板相同力学性能的情况下能够减少复合板夹层的厚度的制备复合坯料层间真空涂镍装置及真空涂镍方法。为实现上述目的，本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置，包括：真空管、上箱体、低合金钢基层、固定支架、加热板、不锈钢复层、气缸、石墨流道、气体分流板、吹气管、感应电炉、加热管、电磁振荡器、下箱体、固定杆，其特征在于：其中所述下箱体中设有所述感应电炉，所述感应电炉下方设有所述电磁振荡器，所述感应电炉的周围设置了所述加热管，所述感应电炉上方设有所述气体分流板，在所述气体分流板的侧面开有圆孔，所述吹气管通过圆孔与气体分流板相连。放入所述感应电炉中的所述石墨流道下端位于所述感应电炉的中部，所述石墨流道的上端与复合坯料相连，所述复合坯料由低合金钢基层和不锈钢复层复合而成，所述低合金钢基层的厚度大于不锈钢复层的厚度，所述不锈钢复层安放在所述低合金钢基层的凹槽中，所述加热板通过固定支架固定在复合坯料的三面，所述加热板、所述复合坯料以及所述固定支架通过所述气缸固定在所述上箱体中，所述复合坯料的上端与所述真空管相连,所述上箱体与所述下箱体通过所述固定杆固定。上述技术方案中，所述石墨流道的下端位于感应电炉底部的上方。上述技术方案中，所述气体分流板在朝向感应电炉的一面开六个孔并均匀环形分布。本专利技术还公开了一种竖直式复合坯料层间真空涂镍方法，利用上述真空涂镍装置实现的，其特征在于，包括以下步骤：(1)将低合金钢基层与不锈钢复层之间的夹层控制在0.3～0.5mm的情况下使用激光焊接对两者进行焊接密封，按照真空涂膜装置的真空管和石墨流道的规格在复合坯料的上下两端钻孔，钻孔位置设在复合坯料相对的两个端面，然后将真空管和石墨流道分别与复合坯料的上端面与下端面相连，真空管和石墨流道通过焊接固定在复合坯料上；(2)将感应电炉放入下箱体中，放置在电磁振荡器上，随后将气体分流板放置在感应电炉上，将吹气管安装在气体分流板上，将复合坯料的三个面加上加热板并利用固定支架固定，之后将真空管通过上箱体中的通孔，利用气缸将其固定在上箱体中，将石墨流道穿过气体分流板中的通孔，对准上下箱体上的锁紧装置，最后利用固定杆固定锁紧；(3)打开连接真空管的真空泵，对封装好的复合坯料抽真空，；(4)打开感应电炉、加热管、电磁振荡器、连接吹气管的气泵以及加热板，加热时间20～30min，温度保持在1500～1550℃，将感应电炉中的镍转变为熔融状态，在内外压力差的作用下，通过石墨流道进入复合坯料层间，在复合坯料夹层涂膜，当内外压力差相等，镍水不再流动，在层间形成一层涂膜，关闭所有设备，待镍凝固冷却后，将完成涂膜的复合坯料取出后进行异步轧制。上述技术方案中，真空泵对封装好的复合坯料所抽真空的内部压力为0.01～0.03MPa。上述技术方案中，所述吹气管中通入的是氩气。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术采用真空涂膜技术，能够减少层间涂膜金属的厚度从而降低成本，同时有效防止元素扩散及阻止界面相氧化物的形成；由于通过内外压力差克服重力进行层间真空涂膜，使得获得的涂膜更加均匀，所产生的气泡、夹杂越少；省去了对清洗过的低合金钢进行表面涂镀膜工艺，避免了因涂覆不均匀和掺杂杂质等造成的复合坯料厚度不均、性能下降等后果；提高了复合板的复合质量和成品率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术所述的竖直式真空涂膜装置的正等轴测爆炸示意图；图2为本专利技术所述的竖直式真空涂膜装置的主视剖视示意图；图中，1-真空管、2-上箱体、3-气缸、4-加热板、5-石墨流道、6-气体分流板、7-吹气管、8-下箱体、9-固定杆、10-电磁振荡器、11-感应电炉、12-加热管、13-不锈钢复层、14-低合金钢基层、15-固定支架。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的图1至图2的示意简图中，下箱体8中设有感应电炉11，所述感应电炉11下方设有电磁振荡器10。感应电炉11的周围设置了加热管12，感应电炉11上方设有气体分流板6，在气体分流板6的侧面开有圆孔，所述吹气管7通过圆孔与气体分流板6相连，放入感应电炉11中的石墨流道5下端位于感应电炉11的中部，石墨流道5的上端与复合坯料相连，复合坯料采用低合金钢基层14和不锈钢复层13复合而成。所述低合金钢基层14的厚度大于不锈钢复层13，不锈钢复层13安放在低合金钢基层14的凹槽中。在复合坯料的三个面上设置了加热板4，加热板4通过固定支架15固定在复合坯料的三面，上述加热板4、复合坯料以及固定支架15通过气缸3固定在上箱体2中，复合坯料上端与真空管1相连。上箱体2与下箱体8通过固定杆9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置，包括：真空管、上箱体、低合金钢基层、固定支架、加热板、不锈钢复层、气缸、石墨流道、气体分流板、吹气管、感应电炉、加热管、电磁振荡器、下箱体、固定杆，其特征在于：其中所述下箱体中设有所述感应电炉，所述感应电炉下方设有所述电磁振荡器，所述感应电炉的周围设置了所述加热管，所述感应电炉上方设有所述气体分流板，在所述气体分流板的侧面开有圆孔，所述吹气管通过圆孔与气体分流板相连；放入所述感应电炉中的所述石墨流道下端位于所述感应电炉的中部，所述石墨流道的上端与复合坯料下端相连，所述复合坯料由低合金钢基层和不锈钢复层复合而成，所述低合金钢基层的厚度大于不锈钢复层的厚度，所述不锈钢复层安放在所述低合金钢基层的凹槽中，所述加热板通过固定支架固定在复合坯料的三面，所述加热板、所述复合坯料以及所述固定支架通过所述气缸固定在所述上箱体中，所述复合坯料的上端与所述真空管相连,所述上箱体与所述下箱体通过所述固定杆固定。

【技术特征摘要】
1.一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置，包括：真空管、上箱体、低合金钢基层、固定支架、加热板、不锈钢复层、气缸、石墨流道、气体分流板、吹气管、感应电炉、加热管、电磁振荡器、下箱体、固定杆，其特征在于：其中所述下箱体中设有所述感应电炉，所述感应电炉下方设有所述电磁振荡器，所述感应电炉的周围设置了所述加热管，所述感应电炉上方设有所述气体分流板，在所述气体分流板的侧面开有圆孔，所述吹气管通过圆孔与气体分流板相连；放入所述感应电炉中的所述石墨流道下端位于所述感应电炉的中部，所述石墨流道的上端与复合坯料下端相连，所述复合坯料由低合金钢基层和不锈钢复层复合而成，所述低合金钢基层的厚度大于不锈钢复层的厚度，所述不锈钢复层安放在所述低合金钢基层的凹槽中，所述加热板通过固定支架固定在复合坯料的三面，所述加热板、所述复合坯料以及所述固定支架通过所述气缸固定在所述上箱体中，所述复合坯料的上端与所述真空管相连,所述上箱体与所述下箱体通过所述固定杆固定。2.根据权利要求1所述的一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置，其特征在于：所述石墨流道的下端位于感应电炉底部的上方。3.根据权利要求1所述的一种竖直式复合坯料层间真空涂镍装置，其特征在于：所述气体分流板在朝向感应电炉的一面开六个孔并均匀环形分布。4.一种竖直式复合坯料层间真空涂镍方法，利用权利要求1至3任一项所述的真空涂镍装置实现的，其特征在于，包括以下步骤：(1)将低合金钢基层与不锈钢复...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贺荣，张一，孔耀颉，张爽，宜亚丽，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13