一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸装置和连铸方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸装置和连铸方法，开启含有熔体A的复合反应坩埚中的机械搅拌‑熔体分散装置使其旋转，然后将位于Ⅱ号坩埚的熔体B通过2号出料管流入分散件，在旋转下通过分散件将熔体B分散成液滴滴入熔体A中，在机械搅拌的协同作用下，与熔体A发生原位反应，获得包含原位强化粒子的复合熔体，原位反应完成后，继续进行机械搅拌进行熔体分散，最后进行升温并调节机械搅拌‑熔体分散的转速获得连铸熔体，进行连铸即得，本发明专利技术的方法通过将机械搅拌与熔体分散两种工艺巧妙结合，能够有效的解决增强相在基体中均匀分散的难题，有效细化增强相粒子尺寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料制备，具体涉及一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸装置和连铸方法。

技术介绍

1、随着现代工业的快速发展，金属基复合材料(metal matrix composites,mmcs)因其优异的力学性能、耐磨性、耐热性和抗腐蚀性，已成为航空航天、汽车制造、电子工业等领域不可或缺的材料。然而，传统连铸技术制备mmcs时，增强相的引入与分散问题长期制约材料性能与工艺效率，具体表现为以下技术瓶颈：一是机械混合法存在固有缺陷，传统工艺通过机械搅拌将预制增强相(如sic、al2o3颗粒)混入熔体，但颗粒与熔体润湿性差(接触角>90°时易团聚)，导致增强相分布不均。研究表明，颗粒团聚区域强度仅为基体的30％-50％，且高熔点颗粒(如b4c，熔点2450℃)易沉降形成偏析层。此外，过快的机械搅拌产生的涡流会卷入气体(气孔率>2％)，降低材料致密度，需后续热处理进行改善，又增加了成本，二是原位反应法存在控制难题，常规原位反应法(如al-tio2体系生成al2o3)虽能改善界面结合强度，但反应动力学受熔体温度场与浓度场影响显著，难以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：开启含有熔体A的复合反应坩埚中的机械搅拌-熔体分散装置使其旋转，然后将位于Ⅱ号坩埚的熔体B通过2号出料管流入分散件，在旋转下通过分散件将熔体B分散成液滴滴入熔体A中，在机械搅拌的协同作用下，与熔体A发生原位反应，获得包含原位强化粒子的复合熔体，原位反应完成后，升温，并继续进行机械搅拌获得连铸熔体，对连铸熔体进行连铸即得；

2.根据权利要求1所述的一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：按合金A的组成配取相应的原料，将全部的合金A原料置于Ⅰ号坩埚加热获得熔体A，再将熔体A通过1号出料...

【技术特征摘要】

1.一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：开启含有熔体a的复合反应坩埚中的机械搅拌-熔体分散装置使其旋转，然后将位于ⅱ号坩埚的熔体b通过2号出料管流入分散件，在旋转下通过分散件将熔体b分散成液滴滴入熔体a中，在机械搅拌的协同作用下，与熔体a发生原位反应，获得包含原位强化粒子的复合熔体，原位反应完成后，升温，并继续进行机械搅拌获得连铸熔体，对连铸熔体进行连铸即得；

2.根据权利要求1所述的一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：按合金a的组成配取相应的原料，将全部的合金a原料置于ⅰ号坩埚加热获得熔体a，再将熔体a通过1号出料管流入已预热保温的复合反应坩埚中，或将一部分合金a原料置于ⅰ号坩埚中加热获得熔体a1，另一部分合金a原料置于复合反应坩埚中加热获得熔体a2，再将熔体a1通过1号出料管流入复合反应坩埚中与熔体a2混合形成熔体a，按合金b的组成配取相应的原料置于ⅱ号坩埚中加热获得熔体b；

3.根据权利要求1或2所述的一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：所述机械搅拌-熔体分散装置中，分散件与搅拌桨的距离为40-60 mm；所述原位反应的过程中，通过机械搅拌-熔体分散装置的上下移动，控制搅拌桨伸入熔体的深度为熔体总深度的40-50%，所述分散件最底端离液面的距离控制在25-40 mm；

4.根据权利要求3所述的一种基于熔体分散原位反应制备金属基复合材料的连铸方法，其特征在于：所述锥形分散件选自1号锥形分散件、2号锥形分散件、3号锥形分散件中的一种，所述1号锥形分散件包含1号锥形分散盘，1号锥形分散盘的周向阵列排布多排孔，每排包括沿着母线方向间隔均匀分布的多个通孔；每排中相邻通孔的间距为3-6 mm，在其外侧壁上，任...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雁斌，周涛，李周，王檬，李红英，肖柱，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：