本发明专利技术提供了一种金属复合材料的连铸装置，该装置包括第一金属熔体进料腔、第二金属熔体进料管、金属熔体混合管、混合腔、总出料管、冷却装置和牵引装置，使用本发明专利技术的连铸装置，两种金属熔体在金属熔体混合管进行初步液相原位反应后，混合的金属熔体流入混合腔中，再次进行液相原位反应，反应后的金属熔体自总出料管流出，在牵引装置的带动下流经冷却装置被冷却并铸造成型。不仅实现了原位复合，并且流程短，设备简单，可以连续生产。可以连续生产。可以连续生产。
【技术实现步骤摘要】
一种金属复合材料的连铸装置
[0001]本专利技术属于金属材料制备
，具体涉及一种金属复合材料的连铸装置。
技术介绍
[0002]金属复合材料如弥散强化铜合金，具有高强度、高导电、高耐热等特性，是重要的结构和功能基础材料。
[0003]相关技术中，这类复合材料的制备方法主要有机械合金化法、粉末冶金法和内氧化法等。
[0004]其中，机械合金化法由于在球磨过程中使用了铁球，因此易混入Fe等杂质元素。粉末冶金法存在复合材料界面容易受到污染、强化相易团聚、易产生孔洞等问题。内氧化法存在工序复杂、流程长、制备过程影响因素多、产品质量控制难度大、反应局限性大、生产效率低和成本高等问题。
[0005]液相原位反应法凭借其工艺流程短、成本低廉、强化相粒子和基体润湿性好的优点受到了较为广泛的关注。液相反应原位生成法利用熔融态原材料间的相互反应生成强化相颗粒，实现原位复合。然而，现有的设备在进行液相反应原位生成法制备复合材料时，存在流程长，设备昂贵和难以连续生产的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种金属复合材料的连铸装置，该装置包括第一金属熔体进料腔、第二金属熔体进料腔、金属熔体混合管、混合腔、总出料管、冷却装置和牵引装置，使用本专利技术的连铸装置，两种金属熔体在金属熔体混合管进行初步液相原位反应后，混合的金属熔体流入混合腔中，再次进行液相原位反应，反应后的金属熔体自总出料管流出，在牵引装置的带动下流经冷却装置被冷却并连铸成型。不仅实现了原位复合，并且流程短，设备简单，可以连续生产。
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种金属复合材料的连铸装置，该装置包括第一金属熔体进料腔、第二金属熔体进料腔、金属熔体混合管、混合腔、总出料管、冷却装置和牵引装置。
[0008]第二金属熔体进料腔包覆于第一金属熔体进料腔外部；
[0009]金属熔体混合管与第一金属熔体进料腔和第二金属熔体进料腔相连通；
[0010]混合腔与金属熔体混合管相连通，金属熔体在金属熔体混合管中混合反应后，在混合腔中汇集；
[0011]总出料管与混合腔相连通；
[0012]却装置与总出料管相连，冷却装置包括沿总出料管依次设置的第一冷却装置和第二冷却装置；
[0013]牵引装置与第二冷却装置相连。
[0014]本专利技术关于金属复合材料的连铸装置的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0015]本专利技术的金属复合材料的连铸装置，该装置包括第一金属熔体进料腔、第二金属熔体进料腔、金属熔体混合管、混合腔、总出料管、冷却装置和牵引装置，使用本专利技术的连铸装置，两种金属熔体在金属熔体混合管进行初步液相原位反应后，混合的金属熔体流入混合腔中，再次进行液相原位反应，反应后的金属熔体自总出料管流出，在牵引装置的带动下流经冷却装置被冷却并连铸成型。不仅实现了原位复合，并且流程短，设备简单，可以连续生产。
[0016]本专利技术的金属复合材料的连铸装置，将熔体混合原位反应与快速凝固连铸法相结合，并且混合熔体在金属熔体混合管和混合腔中进行两次原位反应，反应更加均匀彻底，适用于液相反应原位生成法利用熔融态原材料间的相互反应生成强化相颗粒，实现原位复合。
[0017]本专利技术的金属复合材料的连铸装置，通过强化不同成分熔体的混合、原位反应和快速凝固连铸过程的精确控制，不仅制备的弥散强化铜基复合材料表面质量良好，强化相颗粒细小、弥散均匀分布，内部无气孔、疏松和裂纹等缺陷，还可实现连续化高效生产；与粉末冶金、机械合金化法等方法相比，采用本专利技术装置制备的材料致密度高，综合性能好，工艺流程短，生产效率高，成本低。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，牵引装置起到牵引和连铸的作用，使冷却后的金属熔体逐步成形。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔体进料腔的侧壁设有第一金属熔体进料口，第二金属熔体进料腔的侧壁设有与第一金属熔体进料口位于同一轴线上的窗口，第一金属熔体进料口与窗口之间设有第一金属熔体进料管，第一金属熔体进料腔底部连接有若干第一金属熔体分料管，第二金属熔体进料腔底部设有若干第二金属熔体分料管，第一金属熔体分料管与第二金属熔体分料管相连。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，金属熔体混合管与第一金属熔体分料管和第二金属熔体分料管呈Y形。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔体分料管和第二金属熔体分料管的末端之间的夹角α为30～120
°
。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔体分料管的数量为6至12根。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，第二金属熔体分料管的数量为6至12根。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，第一冷却装置为水冷结晶器。
[0025]水冷结晶器比传统铁模铸造方式具有更强的冷却能力，混合熔体注入到水冷结晶系统后，可实现快速凝固，有利于进一步抑制强化相颗粒粗化和团聚以及细化铜基体组织，提高铸造效率。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，水冷结晶器包括进水腔以及与进水腔相连通的出水腔，出水腔中设有柱塞，通过柱塞的移动调节出水腔的体积，从而可以根据需要快速精准地控制出水流量大小，改变冷却速率。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔体进料腔还连接有第一金属熔炼炉，第一金属熔炼炉通过第一金属熔体进料管与第一金属熔体进料腔相连通。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔炼炉中设有第一塞棒，第一塞棒在第一金属熔炼炉中上下移动，当第一塞棒向下移动时，第一塞棒的一端封闭第一金属熔炼炉，当第
一塞棒向上移动时，第一金属熔炼炉与第一金属熔体进料管相连通，第一金属熔体通过第一金属熔体进料管自第一金属熔炼炉流入第一金属熔体进料腔。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，第二金属熔体进料管还连接有第二金属熔炼炉。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，第二金属熔炼炉中设有第二塞棒，第二塞棒在第二金属熔炼炉中上下移动，当第二塞棒向下移动时，第二塞棒的一端封闭第二金属熔炼炉，当第二塞棒向上移动时，第二金属熔炼炉与第二金属熔体进料腔相连通，第二金属熔体自第二金属熔炼炉流入第二金属熔体进料腔后，通过第二金属熔体分料管被分散。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，混合腔的底部具有斜面，以总出料管的轴线为对称的斜面之间的夹角β为100～160
°
。
[0032]夹角β为100～160
°
的设计，作用是为了是使得熔体能充分混合，同时因避免过长的混合时间引起强化相异常长大。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔炼炉和第二金属熔炼炉中设有气压调节装置。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，第一金属熔炼炉和第二金属熔炼炉外设有保温炉壳。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的一种金属复合材料的连铸装置的结构示意图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属复合材料的连铸装置，其特征在于，包括第一金属熔体进料腔(100)；第二金属熔体进料腔(200)，所述第二金属熔体进料腔(200)包覆于所述第一金属熔体进料腔(100)外部；金属熔体混合管(300)，所述金属熔体混合管(300)与所述第一金属熔体进料腔(100)和所述第二金属熔体进料腔(200)相连通；混合腔(400)，所述混合腔(400)与所述金属熔体混合管(300)相连通，金属熔体在所述金属熔体混合管(300)中混合反应后，在所述混合腔(400)中汇集；总出料管(500)，所述总出料管(500)与所述混合腔(400)相连通；冷却装置，所述冷却装置与所述总出料管(500)相连，所述冷却装置包括沿所述总出料管(500)依次设置的第一冷却装置(610)和第二冷却装置(620)；牵引装置(700)，所述牵引装置(700)与所述第二冷却装置(620)相连。2.根据权利要求1所述的一种金属复合材料的连铸装置，其特征在于，所述第一金属熔体进料腔(100)的侧壁设有第一金属熔体进料口(110)，所述第二金属熔体进料腔(200)的侧壁设有与所述第一金属熔体进料口(110)位于同一轴线上的窗口(220)，所述第一金属熔体进料口(110)与所述窗口(220)之间设有第一金属熔体进料管(230)，所述第一金属熔体进料腔(100)底部连接有若干第一金属熔体分料管(120)，所述第二金属熔体进料腔(200)底部设有若干第二金属熔体分料管(210)，所述第一金属熔体分料管(120)与所述第二金属熔体分料管(210)相连。3.根据权利要求2所述的一种金属复合材料的连铸装置，其特征在于，所述金属熔体混合管(300)与所述第一金属熔体分料管(120)和所述第二金属熔体分料管(210)呈Y形。4.根据权利要求3所述的一种金属复合材料的连铸装置，其特征在于，所述第一金属熔体分料管(120)和所述第二金属熔体分料管(210)的末端之间的夹角α为30～120
°
。5.根据权利要求1所述的一种金属复合材料的连...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜雁斌，陈伟，李周，胡锦辉，肖旭，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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