本发明专利技术公开了一种用来制备异型金属基多孔复合材料的装置，由熔体制备系统、加压系统、导流部件、铸造系统与抽真空系统构成，导流部件连通熔体制备系统与铸造系统。熔体制备系统中的熔炼坩埚与加压系统直接连通，铸造系统中的铸造室与抽真空系统相连。通过抽真空使铸造室形成负压后，熔炼坩埚中的金属熔体经导流部件进入填充有造孔粒子的铸造室模具中；在铸造室模具中熔体达到预设高度后，使铸造室模具中熔体在铸造室负压与熔炼坩埚正压的双重作用下冷凝。本发明专利技术不仅可以制备出复杂的异型多孔金属构件，而且可有效减少常规铸造法常见的渗流不足、渗流过度等缺陷、以及铸件内部结晶疏松等缺陷的出现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备基本无铸造缺陷的异型金属基多孔复合材料的装置。
技术介绍
金属基多孔材料是一类内部存在大量气泡、且气泡分布在连续金属相中形成孔隙结构的复合材料，它将连续相铝的金属特点和分散相气孔的孔隙特性有机地结合在一体， 使得其具有了密度轻、能量吸收性能良好、独特的声学与热学性能以及优异电磁屏蔽等特点，也使得其在建筑、轨道交通、机械制造与航空航天等领域有着巨大的应用潜力。自1948年Soknics.B等在熔融金属中加入萊、并获得带有孔洞的金属材料开始， 人们开发出了多种多孔金属的制备方法，这些制备方法主要包括真空渗流铸造法、熔体发泡法以及粉末冶金法等。在这些制备方法中，真空渗流法由于操作简单以及可制备出孔结构可控的多孔金属产品而得到广泛研究。但现行渗流铸造法存在以下不足(I)难于精确控制生产，容易产生如渗流不足、渗流过度等缺陷，造成大量的金属原料浪费；(2)操作难度大。如真空渗流时，抽真空的时间一般为几秒到十几秒，很难准确的控制；在将金属液倒入模具中时，填料粒子受到冲击，容易形成凹陷，影响产品的形貌；渗流结束的时间不好确定。(3)难制备出大尺寸的渗流制品；(4)通常为间歇式生产。为了避免现有渗流法的铸造缺陷，本专利技术申报人曾经申报了一个专利(名称一种渗流铸造法制备泡沫金属的渗流装置，专利号ZL200710034420. I)，该专利可有效避免传统渗流方法存在的大部分缺陷，特别是可有效避免渗流不足与渗流过度等缺陷的出现，同时，还可用来制备大尺寸的渗流制品；但是，该专利用来制备形状复杂的异型构件(如发动机外壳)、特别是用来制备薄壁构件(如汽车车门)时，存在构件强度不够以及异型构件的有些复杂部位金属熔体难以完全填充等问题，分析后发现，铸件内部存在氧化夹渣、且铸件结晶疏松以及金属液体凝固中容易出现缩孔是导致这些问题出现的根本原因。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可有效消除常规渗流方法所固有的渗流不足、渗流过度或制备过程难以控制等缺陷，还可有效减少铸件中的夹渣、并使铸件结晶致密，从而得到机械性能优良的金属基多孔复合材料的可制备异型金属基多孔复合材料的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的可制备异型金属基多孔复合材料的装置， 包括熔体制备系统、加压系统、导流部件、用来制备异型金属基多孔复合材料的模具、铸造系统与抽真空系统构成，下部的熔体制备系统与上部的铸造系统由所述的导流部件连通， 所述的铸造系统包括铸造保温炉与铸造室，所述的铸造室的空间由铸造室筒体与铸造室密封盖板围成，所述的铸造室筒体与所述的铸造室密封盖板之间放置有密封垫且通过螺栓紧固，所述的铸造室密封盖板上装有铸造室惰性气体入口阀、排气口阀门以及用来连通所述的铸造室与外加抽真空系统的真空阀；用来制备异型金属基多孔复合材料的模具放置于所述的铸造室中，所述的模具的上部盖有带透气孔的模具盖板；所述的模具底部与所述的铸造室筒体底部之间放置有密封垫，通过所述的铸造室密封盖板压缩放置于所述的模具盖板上的弹簧来实现所述的模具底部与所述的铸造室筒体底部之间的密封。所述的熔体制备系统包括熔炼炉与熔炼坩埚，所述的熔炼坩埚上部焊接有加压管与泄压管，所述的泄压管上装有阀门；所述的熔炼坩埚与所述的熔炼炉上开有一个可密封的投料口 ；所述的熔炼坩埚上口盖有一中间带孔洞的熔炼坩埚密封盖板，所述的熔炼坩埚密封盖板XOI与熔炼坩埚外沿通过密封垫、用螺栓紧固密封。所述的加压系统包括压力储气罐、可调压的充气阀以及压力表；压力储气罐通过加压管与熔炼坩埚连通，可调压的充气阀与压力表安装在压力储气罐与熔炼坩埚连通的加压管上。所述的导流部件呈漏斗形，设置于所述的熔炼坩埚与所述的铸造室之间，所述的导流部件下部通过熔炼坩埚密封盖板上的孔洞伸入到熔炼坩埚中，上部与铸造室筒体下沿、熔炼坩埚密封盖板密封在一起。导流部件上部与铸造室筒体下沿、熔炼坩埚密封盖板之间的密封，通过密封垫与密封垫用螺栓紧固实现。装置所含有的熔炼坩埚、熔炼坩埚盖板、铸造室筒体、铸造室密封盖板、模具盖板的材质均为耐热不锈钢或45#刚，模具的材质为铸钢或铸铁。 所述的用来密封的密封垫的材质均为石墨纸或内衬铁皮的柔性石墨复合板中的任何一种。可用本专利技术装置制造泡沫金属的材质为熔点低于1000°C的金属。本专利技术的优点与积极效果(I)通过调节铸造室的真空度来控制熔体进入模具的速度与高度，不仅可避免过渗流以及渗流不足等现象的出现；同时还可保证熔体均匀地充填在渗流粒子的间隙当中， 从而可得到造孔粒子分布均匀的铸件，也非常有益于制备复杂形状、且薄壁的多孔金属构件；(2)通过在熔体制备系统的投料口注入由其他熔化设备熔制的合格熔体，以及多准备几个供更换的模具，可实现工艺的半连续化，从而可达到提高生产效率的目的；(3)通过调整铸造室与铸造模具的有效空间尺寸，可在本设备上制备出不同尺寸产品，所制备产品既包括了大规格的，也包括了异型与薄壁的；(4)在惰性气体保护下的熔体熔制，以及真空负压下的升液(即在负压作用下使熔体从下往上运行)，可有效降低氧化夹渣在熔体中的出现，这对提高铸件的机械性能非常有利；(5)模具中熔体在铸造室负压与熔炼室正压共同作用下的凝固方式，可有效避免结晶疏松以及缩孔等铸造缺陷的出现，也使得该材料的力学性能优良。附图说明图I本专利技术装置示意图。图2实施例I制备夹芯板的本专利技术装置示意图。图3实施例I所得铸件的示意图。图4实施例I用本专利技术装置所制备夹芯材料的横断面照片。图5实施例2用本专利技术装置制备通孔泡沫铝的示意图。图6实施例2用本专利技术装置所制备通孔泡沫铅的第一照片。图7实施例2用本专利技术装置所制备通孔泡沫铅的第二照片。图8实施例3制备三明治拱门门框的本专利技术装置示意图。图9实施例3所用拱门门框示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作详细说明，但决不是用来限制本专利技术的范围。参见图1，一种可制备异型金属基多孔复合材料的装置，包括熔体制备系统、加压系统、导流部件XII、铸造系统与抽真空系统构成，下部的熔体制备系统与上部的铸造系统由导流部件Xll连通，铸造系统包括铸造保温炉S08与铸造室S09，铸造室S09的空间由铸造室筒体S07与铸造室密封盖板S04围成，铸造室筒体S07与铸造室密封盖板S04之间放置有密封垫S06且通过螺栓S05紧固，铸造室密封盖板S04上装有铸造室惰性气体入口阀 S01、排气口阀门S03以及用来连通铸造室S09与外加抽真空系统的真空阀S02 ;用来制备异型金属基多孔复合材料的模具Sll放置于铸造室S09中，模具Sll的上部盖有带透气孔 S16的模具盖板S15 ;模具Sll底部与铸造室筒体S07底部之间放置有密封垫S17，通过铸造室密封盖板S04压缩放置于模具盖板S15上的弹簧S14来实现模具Sll底部与铸造室筒体S07底部之间的密封。熔体制备系统包括熔炼炉X13与熔炼坩埚X12，熔炼坩埚X12上部焊接有加压管POl与泄压管P02，泄压管P02上装有阀门X04 ;熔炼坩埚X12与熔炼炉X13 上开有一个可密封的投料口 X06 ;熔炼坩埚X12上口盖有一中间带孔洞X03的熔炼坩埚密封盖板XOl，熔炼坩埚密封盖板XOl与熔炼坩埚外沿通过密封垫X02、用螺栓X07紧固密封。 加压系统包括压力储气罐X10、可调压的充气阀X本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周向阳，袁跃民，杨娟，高万明，刘宏专，何静，
申请(专利权)人：四川元泰达有色金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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