一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备制造技术

一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，涉及铸造技术领域，包括用于给模具保温、保压，实现差压充型和铝合金液体定向凝固的反应釜上罩；所述反应釜上罩的内部设置有用于给模具加热、保温的反应釜上罩内部加热丝；所述反应釜上罩的内部设置有用于实现模具定向冷却的反应釜上罩内部冷却管路。本发明专利技术设备根据材料凝固机理，采用定向冷却控制，实现了产品的定向凝固，提升结晶的致密性，避免了内部缩孔和微裂纹的产生。实现对模具从下往上的定向冷却，模具内部铝合金液体在压力的作用下，对底部凝固的缩孔进行补缩，逐步将缩孔上移，最终集中于模具顶部预留的浇口中。提升AlSiC复合材料内部的致密度，避免内部缩孔的产生。避免内部缩孔的产生。避免内部缩孔的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备


[0001]本专利技术涉及铸造
，具体为一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备。

技术介绍

[0002]Al
‑
SiC(铝碳化硅)复合材料以其独特的高导热、低膨胀系数和抗弯强度的结合优势，使其在高功率电子封装领域成为不可替代的材质。工业制造上，一般先将碳化硅颗粒制造成目标成品形状的碳化硅预制体。这种预制体分布大量的通过性孔隙。然后用专门设备，将熔融的铝液压铸进微空隙之中，形成铝碳化硅复合材料。
[0003]现有的AlSiC预制件的差压铸造设备(或称之为反重力铸造设备)在铝合金凝固过程中未实现定向凝固，导致产品随机产生缩孔、微裂纹等瑕疵。本专利技术设备根据材料凝固机理，采用定向冷却控制，实现了产品的定向凝固，提升结晶的致密性，避免了内部缩孔和微裂纹的产生。

技术实现思路

[0004]为实现上述产品的定向凝固，提升结晶的致密性，避免内部缩孔和微裂纹产生的目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，包括用于给模具保温、保压，实现差压充型和铝合金液体定向凝固的反应釜上罩；
[0006]所述反应釜上罩的内部设置有用于给模具加热、保温的反应釜上罩内部加热丝；
[0007]所述反应釜上罩的内部设置有用于实现模具定向冷却的反应釜上罩内部冷却管路。
[0008]作为优选，所述反应釜上罩的外部设置有上支架，所述上支架含有液压
[0009](机械)提升、下降机构。
[0010]作为优选，所述反应釜上罩的内部放置有用于成型AlSiC复合材料的模具。
[0011]作为优选，所述模具的内部设置有SiC预制体，SiC预制体通过不同粒度的SiC粉末经过压合(或烧制)成型，表面和内部具有连通的多孔结构，差压铸造过程中，铝合金液体填充SiC预制体内部孔隙，凝固形成AlSiC复合材料。
[0012]作为优选，所述上支架的底部设置有用于承托模具和上支架的反应釜中隔板，所述中隔板反应釜的内部设置有反应釜中隔板内部冷却管路。
[0013]作为优选，所述反应釜中隔板的内部固定插接有升液管加热体。
[0014]作为优选，所述升液管加热体的内部固定插接有升液管。
[0015]作为优选，所述反应釜中隔板的内部设置有冷却水路，中间部位留有安装升液管加热体和升液管的结构。
[0016]作为优选，所述反应釜中隔板的下方设置有反应釜下罐体；
[0017]所述反应釜下罐体的左上部开设有用于反应釜下罐体气体入口连接外部压缩气罐、导入压缩气体的反应釜下罐体气体入口；
[0018]所述反应釜下罐体的右下部贯穿有用于排出多余气体、给罐体内部泄压的反应釜下罐体安全阀。
[0019]作为优选，还包括铝合金液体；
[0020]用于熔化、冶炼铝合金，给铝合金液体保温的石墨坩埚；
[0021]用于对反应釜下罐体内部坩埚加热的加热丝；
[0022]用于固定加热丝和保温的防火墙。
[0023]有益效果
[0024]与现有技术及产品相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术设备根据材料凝固机理，采用定向冷却控制，实现了产品的定向凝固，提升结晶的致密性，避免了内部缩孔和微裂纹的产生。
[0026]2、反应釜上罩内部加热丝用于给模具加热、保温，以确保铝合金液体在充型过程温度的恒定，弥补差压铸造过程中模具的热损失，确保铝合金液体充满模具型腔和SiC预制体内部孔隙之前，铝合金液体始终保持在液态状态。
[0027]3、反应釜中隔板内部冷却管路，用于差压铸造过程中，待铝合金液体充型完成后，中隔板内部冷却管路开始通入冷却液，降低模具底部温度，配合反应釜上罩内部冷却管路的通液顺序，实现对模具从下往上的定向冷却，模具内部铝合金液体在压力的作用下，对底部凝固所产生的的缩孔进行补缩，逐步将缩孔上移，最终集中于模具顶部预留的浇口中。提升AlSiC复合材料内部的致密度，避免内部缩孔的产生。
[0028]4、升液管加热体用于给升液管加热、保温，确保升液管内部流道通畅，差压铸造过程中升液管内部铝合金挂壁厚度恒定、流道不堵塞，充型后，升液管内部铝合金液体能顺利回流至坩埚中，不凝固堵塞升液管，不影响下一次差压铸造。
[0029]5、反应釜下罐体安全阀，用于当反应釜内部压力达到安全值时，排出多余气体，给罐体内部泄压，确保安全和差压铸造的顺利进行。
[0030]6、反应釜下罐体气体入口，用于连接外部压缩气罐，导入压缩气体，对反应釜内部坩埚内部铝合金液体施加压力，与反应釜上罐形成压差，从而实现差压铸造(或反重力铸造)。
附图说明
[0031]图1为本专利技术结构连接示意图；
[0032]图2为本专利技术铝液加热示意图；
[0033]图3为本专利技术装模示意图(模具内含预制体)；
[0034]图4为本专利技术模具升温示意图；
[0035]图5为本专利技术差压充型示意图；
[0036]图6为本专利技术定型凝固示意图；
[0037]图7为本专利技术脱模示意图；
[0038]图8为本专利技术模具结构示意图；
[0039]图9为本专利技术SiC预制体示意图；
[0040]图10为本专利技术AlSiC散热基板差压铸造成品；
[0041]图11为本专利技术SiC预置体和内部孔隙照片；
[0042]图12为本专利技术设备成型的AlSiC金相组织；
[0043]图13为本专利技术工艺流程示意图。
[0044]图中：1、上支架；2、反应釜上罩；2
‑
1、反应釜上罩内部加热丝；2
‑
2、反应釜上罩内部冷却管路；3、模具；4、预制体；5、反应釜中隔板；5
‑
1、反应釜中隔板内部冷却管路；6、升液管加热体；7、升液管；8、反应釜下罐体；8
‑
1、反应釜下罐体空气入口；8
‑
2、反应釜下罐体安全阀；9、防火墙；10、加热丝；11、石墨坩埚；12、铝合金液体；
具体实施方式
[0045]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]实施例：
[0047]一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，包括用于给模具保温、保压，实现差压充型和铝合金液体定向凝固的反应釜上罩2；
[0048]反应釜上罩2的内部设置有用于给模具加热、保温的反应釜上罩内部加热丝2
‑
1；
[0049]反应釜上罩2的内部设置有用于实现模具定向冷却的反应釜上罩内部冷却管路2
‑
2。
[0050]其中：
[0051]a、反应釜上罩2的外部设置有上支架1，上支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，其特征在于：包括用于给模具保温、保压，实现差压充型和铝合金液体定向凝固的反应釜上罩(2)；所述反应釜上罩(2)的内部设置有用于给模具加热、保温的反应釜上罩内部加热丝(2
‑
1)；所述反应釜上罩(2)的内部设置有用于实现模具定向冷却的反应釜上罩内部冷却管路(2
‑
2)。2.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，其特征在于：所述反应釜上罩(2)的外部设置有上支架(1)，所述上支架(1)含有液压(机械)提升、下降机构。3.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，其特征在于：所述反应釜上罩(2)的内部放置有用于成型AlSiC复合材料的模具(3)。4.根据权利要求3所述的一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，其特征在于：所述模具(3)的内部设置有SiC预制体(4)，SiC预制体(4)通过不同粒度的SiC粉末经过压合(或烧制)成型，表面和内部具有连通的多孔结构，差压铸造过程中，铝合金液体填充SiC预制体内部孔隙，凝固形成AlSiC复合材料。5.根据权利要求2所述的一种铝碳化硅差压铸造定向凝固设备，其特征在于：所述上支架(1)的底部设置有用于承托模具(3)和上支架(1)的反应釜中隔板(5)，所述中隔板反应釜(5)的内部设置有反应釜中隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新中，雷定中，刘仕超，
申请(专利权)人：苏州思萃热控材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：