[发明专利]一种制造冶金结合双金属复合板工艺及设备

摘要

本发明公开了一种冶金结合双金属复合板制造工艺及设备，包括不同成分的芯部和不同成分的外覆层，其复合成型工艺包括采用感应加热器对所需成分外层材料管进行整体加热到600～1000℃，浇入内层金属液熔铸，制造成界面呈冶金结合的包覆型双金属复合坯料；将熔铸好的双金属坯料进行热轧成双金属复合板。所制造的双金属复合板的外层和芯部的冶金结合界面由熔铸形成，具有结合强度高，组织致密，质量好，产品性能优良，工艺简单，可控性强，成本低，效率高、能满足不同材质的成型性能等优点。可以节约稀缺资源，降低成本，适合批量生产，具有广阔的应用市场。

主权项

一种制造冶金结合双金属复合板工艺，其特征在于：工艺技术方案包括以下步骤：（a）双金属复合坯料熔铸；（b）复合板成型；（C）后处理：（a）双金属复合坯料熔铸：解决其技术问题采用的工艺技术方案是:首先将制造好的所需材质和尺寸的外层复合材料管（6）内壁表面进行除油、除锈处理后，采用丙酮进行清洗，然后在清洗好的表面均匀涂覆一层高温防氧化涂料，将其固定在浇注底板（13）上面的金属液出口处的中心位置上，在外层复合材料管（6）的外部包覆一层耐火材料纤维（8），或者安装有传导加热套（19），启动升降设备上的传动系统（1）转动升降螺杆（3）或液压缸（3）带动安装在升降立柱（2）上的升降臂（4）以所设定的速度将安装在升降臂（4）上面的电磁感应加热器（5）下降到外层复合材料管（6）的底部，启动电磁感应加热电源，使感应加热器（6）直接对外层复合材料管（6）进行整体加热，或者感应加热器（5）通过安装在外层复合材料管（6）外部的传导加热套（19）对外层复合材料管（6）进行整体加热，通过安装在外层复合材料管（6）上面的测温热电偶（15）进行测温和控制加热温度，待加热到600℃～1000℃后，将冶炼好的所需复合成分的内层复合材料金属液（7）倒入浇注包（9）内，将浇注包（9）内的金属液按照所预定的浇注程序通过浇注漏斗（10）、中注管（11）、浇铸流道砖（12）内的浇注流道（14）浇入外层复合材料管（6）内，在浇注过程中，电磁感应加热器（5）不停止加热，金属液（7）浇注完毕后，感应加热器继续进行加热10～30分钟，使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态，以增加液固时间，使界面形成冶金结合，当金属液（7）浇注到冒口处时采取点注方式浇注以对冒口进行补缩，浇注完毕后，将保温剂加入到保温冒口内；当采用顶部直接浇注时，将浇注包（9）和浇注管（27）一起移到外层复合材料管（6）内孔上方，将浇注包（9）对准复合材料管（6）内孔中心，开始从浇注管（27）浇入内层复合材料金属液（7），金属液（7）浇注到复合材料管（6）内的型腔后，根据浇注速度逐步将浇注包（9）和浇注管（27）一起向上提升，当金属液（7）浇注到冒口处时采取点注方式浇注以对冒口进行补缩，浇注完毕后，将保温剂加入到保温冒口内；启动升降装置，通过升降臂（5）以所设定的速度将安装在升降臂（4）上面的电磁感应加热器（5）以一定的速度向上提升，使电磁感应加热器（5）逐步脱离复合层，同时打开底水箱（17）的进水管（16）和出水管（18），使在底水箱（17）由下向上的逐层冷却下，形成逐层顺序凝固，并根据质量要求通过控制电磁感应加热器（5）在不同的区域内的上升速度，实现区域定向凝固，经过5～25分钟升到保温冒口处停止，继续对保温冒口处进行加热10～50分钟，以延迟保温冒口凝固时间，对冒口进行补缩，使复合层金属液中的气体和夹杂物充分上浮，消除复合层金属铸造缺陷，达到预定时间后停止加热，拆除包覆在外层复合材料管（6）外面的耐火材料纤维（8）或者安装在外层复合材料管（6）外部的传导加热套（19），关闭底水箱进水管，松开外层复合材料管（6）的固定装置，将铸造好的界面呈冶金结合的由外层复合材料（6）和内层材料（7）和中间为双金属复合界面混合层（29）的双金属复合材料从浇注底板（13）上面吊出；当采用燃气加热时，打开燃气供气管（24）的阀门，点燃燃气喷嘴（23），调整燃气量大小，通过高温燃气对外层复合材料管（6）进行加热，当浇注完毕后，打开底水箱（17）的进水管（16）和出水管（18），通过底水箱（17）产生由下向上的逐层冷却，同时将燃气喷嘴（23）由下向上逐层停止加热，使内层材料（7）形成由下向上逐层顺序凝固，并根据质量要求通过控制燃气喷嘴（23）在不同的区域内的加热时间和加热量的大小，实现区域定向凝固；所述的双金属复合材料的外层材料（6）的材质为不锈钢、模具钢、工具钢、高速钢、合金钢、低碳钢、铸钢、铸铁、合金铸铁、高铬铸铁、钛、铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、镍基合金、纯银、银合金其中之一种；所述的内层复合材料（7）的材质为不锈钢、模具钢、合金钢、低碳钢、铸钢、铸铁、合金铸铁、高铬铸铁、钛、铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、镍基合金、纯银、银合金其中之一种；（b）复合板成型：将熔铸好的所述双金属复合坯料放入加热炉中加热到320～1280℃，保温30～60 分钟；将加热后的所述双金属复合坯料放在轧机上，采用现有的轧制工艺轧制，根据所需产品尺寸调整轧制道次及压下量，逐道次减径，并通过现有的轧制工艺参数保证所轧制复合板产品的尺寸和外形，获得所需尺寸的双金属复合板产品；所述双金属坯料的加热方式为燃气加热、电加热、电磁感应加热、等离子加热其中之一种；（C）后处理：将轧制后的双金属复合板进行退火、平整矫直、酸洗、切边定尺、超声波探伤；可根据需要将双金属复合板的表面进行处理，如表面抛光、压花、着色。