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专利号: 2015108122355
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,

所述固液铸轧设备包括开卷机、转向辊、金属液浇注装置和铸轧机,所述开卷机设置在上方,其包括开卷机和位于所述开卷机上的网状材料,所述转向辊设置在所述开卷机的一侧,所述网状材料经开卷机开卷后输送至所述转向辊,其特征在于:所述金属液浇注装置包括用于容纳第一金属液的第一浇注单元和用于容纳第二金属液的第二浇注单元,所述第一浇注单元和第二浇注单元设置在所述转向辊的下方并且分别平行地设置在所述网状材料的两侧;

所述铸轧机设置在所述金属液浇注装置的下方,所述金属液浇注装置与所述铸轧机之间设置有用于第一金属液、第二金属液以及所述网状材料经过的布流与导向组件;

在所述铸轧机的下方沿水平方向依次设置有第一夹送辊、推钢机、第一剪切机、引锭杆、第二夹送辊、第二剪切机和卷取机;

所述网状材料从所述铸轧熔池中穿过,从而在所述网状材料两侧形成第一金属液熔池和第二金属液熔池;

所述布流与导向组件包括连接所述第一浇注单元的第一金属液入口、连接所述第二浇注单元的第二金属液入口、供所述网状材料穿过的矩形通道、用于第一金属液均匀布流的第一整流罩及第一布流铸嘴和用于第二金属液均匀布流的第二整流罩及第二布流铸嘴,所述布流铸嘴以及整流罩为沿位于其一侧的铸轧辊轴线方向均匀设置的孔或缝;

该制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法具体包括以下步骤:

S1、预热布流与导向组件,根据浇铸金属液熔点温度,使其内腔温度达到150~800℃,并准备金属液浇注装置;

S2、根据网状增强夹层复合材料规格和性能要求选取不同类型的网状材料,所述不同类型的网状材料包括碳纤维布以及金属丝网,并根据需要选取同一金属材料作为第一金属液以及第二金属液或者选取不同金属材料分别作为第一金属液以及第二金属液,所述金属材料的熔点低于所述网状材料的熔点;

S3、根据选取的不同类型的网状材料,对网状材料进行表面预处理;

S4、网状材料经开卷机水平开卷后输送至转向辊,经转向辊转向为垂直方向延伸的网状材料,同时启动铸轧机,分别设定两个铸轧机辊缝H和两个铸轧辊的速度,使铸轧辊初始线速度保持在1~2m/min范围内;

S5、打开第一夹送辊,将引锭杆升至铸轧机出口位置并堵住辊缝,网状材料经布流与导向组件中心通道穿过铸轧辊辊缝,并由引锭杆夹紧,调整网状材料位置,在网状材料两侧形成厚度分别为H1和H2的辊缝,并满足下式:H=H1+H2+h,其中h为网状材料的厚度;

S6、向布流与导向组件的中心矩形通道内注入氩气作为保护气体,同时开启第一浇注单元和第二浇注单元,向第一浇注单元中注入第一金属液,向第二浇注单元中注入第二金属液,使第一金属液以及第二金属液进入布流与导向组件,分别经各自一侧的铸嘴开始布流;

S7、第一金属液以及第二金属液沿布流与导向组件的布流铸嘴向位于各自一侧的铸轧熔池内均匀布流,第一金属液以及第二金属液在铸轧辊的冷却和轧制作用下,开始逐步凝固并与网状材料复合;

S8、铸轧后网状增强夹层复合材料在引锭杆作用下逐步向下拉坯,到达底部位置时由第一夹送辊夹紧,并经第一剪切机切头后,推钢机逆时针旋转至工作工位,将复合带材送入第二夹送辊辊缝中,转向水平方向并进入卷取状态,建立起稳定铸轧复合坯后,逐步提升铸轧辊线速度至2.5~5m/min,连续生产出预定厚度的网状增强夹层复合材料;以及S9、第二剪切机进行切头尾和定尺剪切,最后成品网状增强夹层复合板带由卷取机卷曲成卷。

2.根据权利要求1所述的利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,其特征在于:所述第一浇注单元包括前箱、容纳第一金属液的中间包、塞棒以及液位检测和控制系统;所述第二浇注单元包括前箱、容纳第二金属液的中间包、塞棒以及液位检测和控制系统。

3.根据权利要求1所述的利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,其特征在于:所述铸轧机包括两个相互平行设置的铸轧辊系和侧封装置,所述每个铸轧辊系均包括铸轧辊、冷却系统、压下装置、过载保护装置、轧制力监测装置以及主传动装置,所述铸轧辊系与侧封装置共同组成铸轧熔池。

4.根据权利要求1所述的利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,其特征在于:S3进一步包括对碳纤维布进行表面镀镍处理,对金属丝网进行酸洗、水洗和烘干处理以去除金属丝网表面氧化物和油脂。

5.根据权利要求4所述的利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,其特征在于:所述推钢机绕定点能旋转地设置,其包括准备工位以及工作工位,在开始浇注时,推钢机处于准备工位,当板坯建立完成后,所述引锭杆到达底端,板坯由第一夹送辊夹紧并被第一剪切机组剪切完成后,推钢机逆时针旋转进入工作工位,将板坯送入第二夹送辊。

6.根据权利要求5所述的利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法,其特征在于:所述引锭杆的头部与两个铸轧辊的辊缝出口处的辊面贴合,从而对铸轧熔池进行堵流,所述引锭杆在开浇过程中可以对网状材料进行位置可调的夹持,实现网状增强夹层复合材料层厚比的精确分配。