一种金属材料连续复合的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金属材料连续复合的方法及其装置，属于金属材料制造领域，为解决较大尺寸基材高度方向复合工艺的稳定性和热量按需调控的问题，包括以下步骤：根据复合的基材和覆材的比例要求确定模具；在基材和覆材结合面设置高度及温度可调的并联控温组块；配合工况需求确定供电方式、金属补给及补缩方式。本发明专利技术将并联控温组块置于基材与覆材之间，各组块彼此独立且相互并联，很好解决了各区域所需温度与供给温度难匹配的问题，以及异种材料熔合深度难控制的问题；实现覆材金属与基材的熔合区深度可控。熔合区深度可控。熔合区深度可控。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料连续复合的方法及其装置


[0001]本专利技术属于金属材料制造领域，特别涉及一种金属材料连续复合的方法和实现金属材料连续复合的装置。

技术介绍

[0002]随着装备制造业的迅速发展，优质金属复合材料的需求与日俱增。目前复合坯料制造技术，以热轧固固复合、爆炸复合、机械复合为主，但是这些制造技术有以下缺陷：
①
热轧固固复合，工艺成本较高，易造成鼓包和塌陷。
②
爆炸复合法，生产条件受周围环境限制。
③
机械复合法，普遍存在着易分层等问题。还有一种应用并不广泛的固液复合技术。现有的固液复合技术存在着复合后成分不稳定、复合过程监测困难等问题。固液复合技术可采用普通固液复合方法，气氛控制下固液复合方法和基于带电熔渣加热的固液复合方法等等。其中，普通固液复合方法是采用金属液作为覆材浇铸并完成与基材接触面的复合，其复合成分过渡区宽，复合强度低。气氛控制下固液复合方法，是在固液复合过程中，采用惰性气体或真空氛围为主的固液复合技术，气氛控制下覆材充型及与基材复合过程，受限于气氛控制装置，实现实时大尺度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属材料连续复合的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：准备基材、覆材和渣，根据复合的基材和覆材的比例要求，确定模具，基材和覆材结合面在复合前做除锈处理，采用的渣在熔化状态下为密度小于覆材金属的金属化合物的混合物；步骤2：连接及控制，将基材设置在模具内且与模具侧壁相互接触，在基材和覆材结合面设置高度可调的并联控温组块；所述的并联控温组块为多个并联的控制温度的组合体；步骤3：渣量控制，在模具及基材围成空间内加入液态或固态的渣，渣层厚度为熔铸过程模具及基材围成空间内熔化状态下的渣的上表面等效直径的8～40％；步骤4：供电控制，根据基材尺寸、覆材与模具的几何参数及熔铸要求，确定优选供电的电压12～120V，各并联支路电流和为500～25000A；供给的电压、电流通过可水冷电缆、渣、覆材导通，渣阻生热使渣的主体成为熔化的熔渣，覆材在熔渣过滤和温度补偿的作用下，在渣的下表面形成覆材熔池，在模具和并联控温组块的双重作用下，覆材熔池释放潜热过程完成与基材复合，得到复合后的金属材料，复合过程增减熔渣供电功率进行微功率调整。2.根据权利要求1所述金属材料连续复合的方法，其特征在于：还包括步骤5：金属液补浇、电极更换及补缩处理，当需复合的产品高度无法一次达成时，要接续多次覆材，覆材断续供给间隙，切断供电支路，接续覆材后继续供电，直至熔合完毕；当覆材采用金属液时，采用补浇方式供给，当覆材为电极时，采用电极更换方式供给；对金属材料进行补缩，得到复合金属材料。3.根据权利要求2所述金属材料连续复合的方法，其特征在于：所述的步骤1中，覆材为金属液、砂型铸造电极或钢板电极中的一种，所述的砂型铸造电极或钢板电极为整块或多块并联，多块并联采用独立的可水冷电缆相连，砂型铸造电极或钢板电极的填充比S为0.06～0.50。4.根据权利要求2所述金属材料连续复合的方法，其特征在于：所述金属液为精炼后的金属液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤2中，通过并联控温组块监测基材特定位置的瞬时温度T
i
(i＝1，2，
……
n)、熔渣上表面高度h
j
(j＝1，2，
……
n)，并通过压力传感器及压力控制机构对覆材金属液侧部通过模具施加的机械压力或对上部通过熔渣施加的气氛压力P
k
(k＝1，2，
……
n)进行监控，使其始终满足压力要求范围，所述的机械压力为液压类部件或连杆类部件直接或间接施加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王安国，刘玉林，张霁竹，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：