层状金属复合材料制造工艺及设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101125361A

(43)申请公布日2008.02.20

(21)申请号CN200610041353.1

(22)申请日2006.08.17

(71)申请人丁刚;丁家伟

地址212143江苏省镇江市丹徒新区三山段312国道256公里处镇江亚丰钢铁轧辊有

限公司

(72)发明人丁刚丁家伟

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

B22D19/08

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

层状金属复合材料制造工艺及设备

(57)摘要

一种层状金属复合材料制造工艺，

属于金属复合材料制造工艺，使用该工艺

制造层状金属复合材料时，生产工艺简

单、生产效率高，生产成本低，设备简单

投资小；该方法中是将液体金属直接浇注

到外部装有感应加热器的结晶器内，所浇

注的金属液在结晶器内受到电渣精练的同

时与安装在结晶器内的金属芯棒实现复

合，并达到冶金结合。复合层界面易于控

制，产品无成分偏析，组织致密度高质量

好，芯棒和复合层材料的选择范围宽，可

以不受设备和工艺的限制，实现用小型设

备制造大体积的层状及多层层状复合产

品。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种层状金属复合材料制造工艺，其特征是：首先将需要复合的金属芯棒材料进

行表面处理后，在其表面涂覆一层含有硼砂等碱金属氧化物、氯化物、融盐所组成

的防氧化涂料，经烘干后安装在水冷结晶器的中心并穿过底水箱的中心孔固定在升

降装置上，在金属芯棒的上部安装超声波振动器。将所需复合的金属冶炼后到入金

属浇注包内，打开水冷结晶器和底水箱的进出水管，启动安装在水冷结晶器外部的

感应加热器对芯棒进行表面加热，将配制好的所需成分的电渣放入结晶器内，用非

自耗电极或自耗电极进行起弧化渣或将在结晶器外所化好的液渣浇入结晶器内，用

非自耗电极或自耗电极对电渣进行加热熔化成液态渣，在芯棒表面达到所预定的温

度后，将浇注包内的金属液按照所预定的浇注程序浇入水冷结晶器内，同时将加热

电渣的电极通过电极把持器向上逐步提升，启动超声波振动器对所浇入的金属液进

行超声波处理，以细化和改善复合层金属凝固组织，金属液浇注完毕后，感应加热

器和电极继续进行加热，待保温一定时间后停止加热，启动升降装置将所复合好的

双金属产品以一定的速度从结晶器内抽出，或将结晶器连同复合好的产品一同下降

至底部后打开结晶器，松开芯棒固定装置，将复合产品放入热处理设备内进行热处

理。通过反复重复上述工艺即可实现多层层状复合材料的制造，改变抽出工艺赤可

以制造大长度的层状复合材料。改变结晶器的形状即可以制造各种几何形状的层状

复合材料产品。

2.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：水冷结晶器的外

部不安装感应加热器，直接采用液态金属电渣浇注工艺制造层状金属复合材料制造，

重复上述工艺即可制造出层状金属复合材料，通过反复重复该工艺过程，即可以制

造出多层层状复合材料和产品。

3.根据权利要求1所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：在水冷结晶器的

外部安装感应加热器，将需要复合的金属芯棒进行表面处理后，在其表面涂覆一层

含有硼砂等低熔点类融盐或氧化物的防氧化涂料，经烘干后安装在水冷结晶器的中

心并穿过底水箱的中心孔衬套固定在升降装置上，将低熔点的防氧化渣料放入水冷

结晶器内，启动安装在水冷结晶器外部的感应加热器对金属芯棒进行表面加热，在

芯棒表面达到所预定的温度后，将所需复合的金属液按照所预定的浇注程序浇入水

冷结晶器内。重复上述工艺即可制造出层状金属复合材料，通过反复重复该工艺过

程，即可以制造出多层层状复合材料和产品。

4.根据权利要求3所述的层状金属复合材料制造工艺，其特征是：在金属芯棒的表

面包覆一层铝板，工作开始后，所浇入的高温金属液将包覆层铝板熔化，熔化后的

铝板