CN108465789A - 一种双金属复合板材连铸直接成形设备及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明一种双金属复合板材连铸直接成形设备及工艺,该设备包括高熔点金属熔化炉、低熔点金属熔化炉、复合成形装置、一次冷却系统、二次冷却装置、牵引装置、锯切装置、测温系统和集成控制系统等。复合成形装置由复合铸型和结晶器构成,复合铸型的内部被加工成前后两段横断面形状均为矩形、宽度相同的成形型腔。复合铸型的后段放置于结晶器中,并与之紧密组装为一体。连铸过程中,通过结晶器将复合铸型中金属液的热量导出,并进而通过一次冷却系统将热量带走,实现双金属的凝固成形与复合。所述测温系统包括四个测温传感器;所述集成控制系统由上位机、下位机、控制柜、执行机构等组成;本发明的另一目的是提供一种双金属复合板连铸直接成形工艺。

Description

一种双金属复合板材连铸直接成形设备及工艺
技术领域
本发明属于金属复合材料领域,具体涉及一种双金属复合板材的连铸短流程生产方法。
背景技术
随着科学技术的发展,冶金、石油、化工、航空航天、交通运输、电子通讯、电力、建筑等各个领域对材料的使用要求越来越高,在许多情况下单一材料难以满足实际使用对性能的要求,将具有不同性能的材料复合在一起,以提高其综合使用性能的复合材料日益受到重视,是材料领域的重要研究方向之一。
双金属复合板材是通过一定工艺将两种金属复合在一起、形成具有三明治结构的层状复合材料,其结合了两种金属的优点,具有广泛的用途。例如,钢铝复合板带兼具了钢层强度高、易焊接、价格较低,以及铝层导热性能优良、密度低、耐腐蚀、热导率高的特点,可用于航空航天、电站空冷、海洋工程、汽车零部件、热交换器等领域。铜铝复合板材兼具铜层导热快、耐腐蚀、导电性能好等优点,以及铝层热容大、密度低、价格较低的优点,可广泛应用于电力传输、电子封装、建筑装饰、交通运输等领域。
已经公开报道的双金属复合板的制备工艺主要有以下几种:
第一种方法是爆炸焊接法,爆炸焊接法[见:郑远谋.爆炸焊接和金属复合材料[J].稀有金属,1999(01):56-61]是以炸药为能源的一种高能高速成形技术,炸药被引爆后瞬时接合压力可高达100MPa以上,并且双金属接合过程中伴随有塑性变形和较高温度,有利于形成较高的界面结合强度。例如,爆炸焊接法制备铜铝复合板坯的工艺过程为:首先对铜铝复合板坯进行表面处理,使其表面粗糙度Ra≤1.6μm,将铜铝板带叠放在一起,选用膨化炸药引爆使的铜铝板带在爆炸的高温和瞬间压力下复合,制备出铜铝复合板。爆炸复合法虽然可以焊接常规方法不能复合的一些金属,且能得到较高的结合强度。但是,爆炸复合利用炸药的能量,对环境会造成振动、噪声和烟尘等污染,而且生产安全性较差,一般只适合在较空旷环境下进行。其次,爆炸复合还受气候环境和其他工艺条件的限制,因此生产效率较低。更重要的是,在爆炸复合过程中,受冲击波作用的影响,双金属界面波动较大,导致双金属层的厚度存在一定波动,在进一步加工成薄带时影响更加明显。
第二种方法是轧制复合法。轧制复合法又分为热轧复合法(hot roll bonding)和冷轧复合法(cold roll bonding)。热轧复合法[见:马志新,胡捷,李德富等.层状金属复合板的研究和生产现状[J].稀有金属,2003,27(6):799-802;王旭东,张迎晖,徐高磊.轧制法制备金属层状复合材料的研究与应用[J].铝加工,2008,(3):22-25]是将待复合的金属坯料加热到一定温度,对其施加大压下量轧制变形,在热和力的同时作用下使不同金属复合在一起的一种工艺方法。热轧的优点是轧制力要求较小,对轧机的要求不高,工艺简单,成本低,界面结合强度较高。缺点是当两种复合金属为易发生反应的金属时,加热时容易在界面形成脆性的金属间化合物;复合板的厚度不易控制,生产一致性和稳定性差,多适合于生产厚的复合板材。
冷轧复合法[见:张胜华,郭祖军.铝/铜轧制复合板的界面结合机制[J].中南工业大学学报,1995,26(4):509-513]是指在大压下率(通常在70%以上),冷轧重叠的二层或多层金属,使它们产生原子结合,并通过随后的扩散退火,使界面结合强度提高的一种工艺。对于较难复合的材料,可以采用轧制前进行适当加热(低温),轧后在线连续扩散热处理的手段,提高复合材料界面结合强度。冷轧复合的优点是可以避免在加热时所带来的界面氧化问题;不需要加热,节约能源;金属组合的自由度大,适应面广;并且冷轧容易实现大规模的工业化生产。但存在的问题是:由于是固-固复合,界面结合强度较低。
第三种方法是铸轧复合法。铸轧复合是一种固-液相复合技术。其工艺过程为:首先预制高熔点金属带(基带),然后对基带进行表面处理,再将处理好基带穿过低熔点金属保温槽,并伸入轧辊中;在低熔点金属保温槽中注入低熔点金属液,并启动轧辊,在轧辊的带动下,基带连续通过低熔点金属保温槽,在此过程中,低熔点金属液在基带的冷却作用下,在基带的表面凝固成一定厚度的低熔点金属层,并实现与基带初步复合;通过调节基带的运动速度、低熔点金属液的温度等参数,调节低熔点金属凝固层的厚度;复合带坯随后进入一对轧辊中进行冷却和精确成形,并在轧辊压力作用下使两种金属发生紧密结合[见:路王珂,谢敬佩,王爱琴等.退火温度对铜铝铸轧复合板界面组织和力学性能的影响[J].机械工程材料,2014,38(3):14-17]。铸轧法的优点是界面可以实现冶金结合,结合强度较高;工艺流程较固相复合法短。存在问题是:需要预先制备高熔点金属带,并需要对带材表面进行清洗,存在环境负担,并且工艺流程也不是最短;复合前高熔点金属带表面容易氧化,容易影响复合质量。
因此,如何解决轧制复合等固-固复合法工序繁多、工艺流程长、界面结合强度较低的问题,以及如何克服铸轧复合法需要预制基板、复合前需要进行界面预处理的问题,从而进一步缩短工艺流程,提高生产效率,提高产品质量,是双金属板材生产需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的提供一种连铸直接成形短流程制备具有冶金结合界面双金属复合板材的方法,即将两种金属原料分别熔化为金属液,然后同时浇铸到一个特制的复合成形装置中进行连续铸造,控制较高熔点的金属先凝固成为双金属的一层,较低熔点的金属在刚凝固的高熔点金属层表面后凝固成为双金属的另一层,从而通过一次铸造直接成形双金属复合板材。该方法不仅工艺流程最短,效率高,而且界面能够实现冶金结合,界面结合强度高。
为了达到以上目的,本发明的技术方案为:一种双金属复合板连铸直接成形设备,该设备包括高熔点金属熔化炉、低熔点金属熔化炉、复合成形装置、一次冷却系统、二次冷却装置、牵引装置、锯切装置、测温系统和集成控制系统;
其中,所述高熔点金属熔化炉内部设有用于控制金属液的浇铸时间的第一塞棒,所述低熔点金属液保温炉内部设有用于控制金属液的浇铸时间的第二塞棒,所述高熔点金属熔化炉的出口与复合铸型的第一进料口连接;低熔点金属熔化炉通过导流管与复合铸型侧边的第二进料口连接;
所述一次冷却系统和和二次冷却装置设置在所述复合成形装置的出料口处,用于冷却成形后的双金属复合板;
所述测温系统包括第一测温传感器、第二测温传感器第三测温传感器和第四测温传感器,其中,所述第一测温传感器设置在高熔点金属熔化炉内用于测量高熔点金属液的保温温度,所述第二测温传感器设置低熔点金属熔化炉内用于测量低熔点金属液的保温温度,所述第三测温传感器和第四测温传感器设置在所述复合成形装置内部,用于测量高熔点金属固液界面前沿和测量低熔点金属固液界面前沿的温度;
所述集成控制系统包括上位机、下位机、控制柜和执行机构;所述上位机用于进行监控和设定参数;
所述下位机用于控制一次冷却系统、二次冷却装置、牵引装置、锯切装置和测温系统,实现参数在线采集与反馈控制;执行机构负责执行控制命令,实现实时在线控制;
其特征在于,所述复合成形装置包括复合铸型和结晶器,所述复合铸型内部设置有前后两段横断面形状均为矩形、且宽度相同的高熔点金属成形型腔和低熔点金属成形型腔,所述高熔点金属成形型腔的进料端与所述第一进料口连接,所述低熔点金属成形型腔的进料端与所述第二进料口连接,所述结晶器设置在所述复合铸型的后半段的侧壁上,所述低熔点金属成形型腔位于所述结晶器的覆盖范围内,且高熔点金属成形型腔的侧壁厚度小于所述低熔点金属成形型腔的侧壁厚度。
本发明的另一目的是提供采用上述成形设备直接成形双金属复合板的连铸工艺,该工艺具体包括以下步骤:
步骤1:将两种金属原料分别加入到高熔点金属熔化炉和低熔点金属液保温炉中,用第一塞棒和第二塞棒分别堵住熔化炉的出口,启动加热,对金属原料进行加热熔化和保温;高熔点金属和低熔点金属熔化炉的温度分别通过第一测温传感器和第二测温传感器进行在线测量,并通过PID控制程序对温度进行自动调控;
步骤2:将引锭杆一端伸入复合铸型内,堵住复合铸型的高熔点金属成形型腔的出口,另一端与牵引装置连接;提起第一塞棒,使熔化炉中的金属液通过第一进料口进入一端被引锭杆堵住的高熔点金属成形型腔内,在结晶器的冷却作用下,凝固形成高熔点金属层,并与引锭杆粘合在一起;启动牵引装置,通过引锭杆,以一定的连铸速度将在复合铸型中已凝固成形的高熔点金属层连续拉出,实现高熔点金属层的连铸成形;
步骤3:在高熔点金属层的连铸达到稳定后,提起低熔点金属熔化炉中的第二塞棒,使低熔点金属液通过导流管浇铸到由先凝固的高熔点金属层和复合铸型内孔构成的低熔点金属熔中,在结晶器和二次冷却装置的共同作用下,凝固形成低熔点金属层,低熔点金属层与高熔点金属层在复合铸型的后半段复合,形成复合板坯;复合板坯通过牵引装置连续拉出结晶器;通过设置在复合铸型内的第三测温传感器和第四测温传感器在线采集复合铸型内两种金属凝固前沿的温度数据,并实时反馈给集成控制系统,监控两种金属复合过程中发生界面反应时的温度,并通过在线自动调节一次冷却水流量、二次冷却水流量和连铸速度参数,控制界面反应程度;
步骤4:当连铸复合板坯的长度达到需要的尺寸时,启动同步锯切装置将板坯切断,切断后的板坯通过运料系统收集在一起,即得到双金属复合板。
进一步,所述双金属复合板的高熔点金属板的厚度为1-100mm,低熔点金属板的厚度为1-100mm。
进一步,所述步骤1中,所述高熔点金属熔化炉和低熔点金属液保温炉的加热温度均为金属熔点以上50~300℃。
进一步,所述复合坯料的连铸速度为20~400mm/min。
进一步,所述一次冷却水流量为200~2000L/h;所述二次冷却装置的冷却水流量为50~1000L/h。
本发明提供的双金属复合板连铸复合成形生产方法的优点如下:
(1)采用两种金属原材料,通过一次连续铸造工序,直接生产出复合板坯,工艺流程最短;
(2)采用连续铸造的方法,可以长时间连续不间断生产,生产效率高,有利于实现大规模生产;
(3)由于复合过程属于固-液复合,两种金属界面容易通过扩散形成冶金结合,制备的复合板坯界面结合强度高,有利于后续进一步成形加工;
(4)通过在复合铸型内设置测温装置,对复合模具内温度场进行在线采集,并传送给集成控制系统,集成控制系统通过对比分析所采集的实时温度数据与目标温度数据,给出控制策略,并通过执行系统调节结晶器和二次冷却装置的冷却水流量、连铸速度等参数,控制复合过程中界面反应的温度,从而实现对连铸复合板坯界面结构与性能的精确控制。
附图说明
图1为本发明一种双金属复合板坯连铸复合成形设备原理示意图。
图2为一种双金属复合板坯连铸复合成形设备的复合铸型图。
图中:
1 高熔点金属熔化炉 13 复合板坯
2 高熔点金属液 14 高熔点金属层
3 第一测温传感器 15 牵引装置
4 第一塞棒 16 结晶器
5 低熔点金属熔化炉 17 第四测温传感器
6 低熔点金属液 18 复合铸型
7 第二测温传感器 19 导流管
8 第二塞棒 20 第一进料口
9 第三测温传感器 21 第二进料口
10 二次冷却装置 22 高熔点金属型腔
11 低熔点金属层 23 低熔点金属型腔
12 锯切装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1-图2所示,为本发明一种双金属复合板坯连铸复合成形设备示意图,其构成包括:高熔点金属熔化炉1、低熔点金属熔化炉5、复合成形装置、一次冷却系统、二次冷却装置10、牵引装置15、锯切装置12、测温系统和集成控制系统;
所述测温系统包括第一测温传感器3、第二测温传感器7第三测温传感器9和第四测温传感器17;
其中,所述高熔点金属熔化炉1底部设置有出料口与复合铸型18的第一进料口20连接。所述复合铸型18设置在高熔点金属熔化炉1的右端,第一进料口20与高熔点金属熔化炉1的接口处用柔性石墨垫片密封,防止高温金属液漏出。所述低熔点金属熔化炉5的底部中心位置设有出料口,所述出料口通过导流管19与复合铸型18的第二进料口21连接。所述复合铸型18的一端和所述结晶器16采用热装的方式紧密配合在一起。所述二次冷却装置10、牵引装置15、锯切装置12依次安装在结晶器16出口。其中,所述第一测温传感器3设置在高熔点金属熔化炉1内用于测量高熔点金属液的保温温度,所述第二测温传感器7设置低熔点金属熔化炉5内用于测量低熔点金属液的保温温度,所述第三测温传感器9设置在所述高熔点金属成形型腔22的前端用于测量高熔点金属固液界面前沿的温度,所述第四测温传感器17设置在所述高熔点金属成形型腔22的前端用于测量低熔点金属固液界面前沿的温度;所述牵引装置15的作用是将在结晶器18内凝固成形的复合板坯连续拉出结晶器,实现连续铸造;所述锯切装置12的作用是当连铸的复合板坯达到需要的长度之后将其切断。
本发明一种双金属复合板连铸直接成形工艺,该工艺具体包括以下步骤:
步骤1:将两种金属原料分别加入到高熔点金属熔化炉1和低熔点金属液保温炉5中,用第一塞棒4和第二塞棒8分别堵住熔化炉的出口,启动加热,对金属原料进行加热熔化和保温;高熔点金属和低熔点金属熔化炉的温度分别通过第一测温传感器3和第二测温传感器7进行在线测量,并通过PID控制程序对温度进行自动调控;
步骤2:将引锭杆一端伸入复合铸型18内,堵住复合铸型的高熔点金属成形型腔22的出口,另一端与牵引装置15连接;提起第一塞棒4,使熔化炉1中的金属液通过第一进料口20进入一端被引锭杆堵住的成形型腔22内,在结晶器的冷却作用下,凝固形成高熔点金属层14,并与引锭杆粘合在一起;启动牵引装置15,通过引锭杆,以一定的连铸速度将在复合铸型中已凝固成形的高熔点金属层14连续拉出,实现高熔点金属层的连铸成形;
步骤3:在高熔点金属层的连铸达到稳定后,提起低熔点金属熔化炉5中的第二塞棒8,使低熔点金属液通过导流管19浇铸到由先凝固的高熔点金属层14和复合铸型内孔构成的成形型腔23中,在结晶器16和二次冷却装置10的共同作用下,凝固形成低熔点金属层11,并与高熔点金属层14复合,形成复合板坯13;复合板坯13通过牵引装置15连续拉出结晶器;通过设置在复合铸型内的第三测温传感器9和第四测温传感器17在线采集复合铸型内两种金属凝固前沿的温度数据,并实时反馈给集成控制系统,监控两种金属复合过程中发生界面反应时的温度,并通过在线自动调节一次冷却水流量、二次冷却水流量和连铸速度参数,控制界面反应程度;
步骤4:当连铸复合板坯的长度达到需要的尺寸时,启动同步锯切装置12将板坯切断,切断后的板坯通过运料系统收集在一起,即得到双金属复合板。
所述双金属复合板的高熔点金属板的厚度为1-100mm,低熔点金属板的厚度为1-100mm。
所述步骤1中,所述高熔点金属熔化炉1和低熔点金属液保温炉5的加热温度均为金属熔点以上50~300℃。
所述复合坯料的连铸速度为20~400mm/min。
所述一次冷却水流量为200~2000L/h;所述二次冷却装置的冷却水流量为50~1000L/h。
实施例1:
横断面尺寸为100mm×25mm×2mm(宽度×厚度×圆角)的铜铝复合板坯的连铸成形工艺,板坯的铜层厚度为5mm,铝层厚度为20mm。
(1)将T2电解铜原料和1070铝原料分别加入到铜熔化炉1和铝熔化炉5中熔化并保温,设定铜液和铝液的保温温度分别为1150℃和750℃。铜熔化炉的温度、铝熔化炉的温度分别通过第一测温传感器3和第二测温传感器7进行在线测量,并通过PID自动控制程序对铜液和铝液温度进行调控;
(2)将引锭杆一端伸入复合铸型内,堵住复合铸型的铜层成形型腔22的出口,另一端与牵引装置15连接;提起第一塞棒4,使熔化炉1中的铜液通过第一进料口20进入一端被引锭杆堵住的成形型腔22内,在结晶器的冷却作用下,凝固形成铜层14,并与引锭杆粘合在一起,结晶器冷却水流量设定为800L/h;启动牵引装置15,通过引锭杆,以80mm/min的连铸速度将在复合铸型中已凝固成形的铜层14连续拉出,实现铜层的连铸成形;
(3)在铜层的连铸达到稳定后,提起铝熔化炉5中的第二塞棒8,使铝液通过导流管19浇铸到由先凝固的铜层14和复合铸型内孔构成的成形型腔23中,在结晶器16和二次冷却装置10的共同作用下,凝固形成铝层11,并与铜层14复合,形成铜铝复合板坯13,凝固成形的铜铝复合板坯通过牵引装置连续拉出结晶器;其中所述二次冷却装置的冷却水水流量设定为50L/h;通过设置在复合铸型内的第三测温传感器9和第四测温传感器17,在线采集复合铸型内铜和铝凝固前沿的温度数据,并实时反馈给集成控制系统,监控铜和铝复合过程中发生界面反应时的温度,并通过在线自动调节一次冷却水流量、二次冷却水流量和连铸速度等参数,控制界面反应程度;其中铝层凝固前沿的温度为700℃;
(4)当连铸复合板坯的长度达到需要的尺寸时,启动同步锯切装置12将板坯切断,切断后的板坯通过运料系统收集在一起;
(5)当需要结束整个连铸过程时,分别将铝液熔化炉5的出料口用塞棒8塞住,将铜熔化炉中铜液出料口用塞棒4塞住,再将残留在复合铸型中的金属液全部凝固成形并连续拉出后,停止牵引装置,结束连铸过程。
实施例2:
横截面尺寸为75mm×24mm×2mm(宽度×厚度×圆角)的铜合金/铝合金复合板坯的连铸成形工艺,板坯的铜合金层厚度为4mm,铝合金层厚度为20mm。
(1)将CuNiSi铜合金原料和6021铝合金原料分别加入到铜合金熔化炉1和铝合金熔化炉5中熔化并保温,设定铜合金液和铝合金液的保温温度分别为1250℃和800℃。铜合金熔化炉的温度、铝合金熔化炉的温度分别通过第一测温传感器3和第二测温传感器7进行在线测量,并通过PID自动控制程序对铜合金液和铝合金液温度进行调控;
(2)将引锭杆一端伸入复合铸型内,堵住复合铸型的铜合金成形型腔22的出口,另一端与牵引装置15连接;提起第一塞棒4,使熔化炉1中的铜合金液通过第一进料口20进入一端被引锭杆堵住的成形型腔22内,在结晶器的冷却作用下,凝固形成铜合金层14,并与引锭杆粘合在一起,结晶器冷却水流量设定为1000L/h;启动牵引装置15,通过引锭杆,以100mm/min的连铸速度将在复合铸型中已凝固成形的铜合金层14连续拉出,实现铜合金层的连铸成形;
(3)在铜合金层的连铸达到稳定后,提起铝合金熔化炉5中的第二塞棒8,使铝合金液通过导流管19浇铸到由先凝固的铜合金层14和复合铸型内孔构成的成形型腔23中,在结晶器16和二次冷却装置10的共同作用下,凝固形成铝合金层11,并与铜合金层14复合,形成复合板坯13,凝固成形的铜合金/铝合金复合板坯通过牵引装置连续拉出结晶器;其中所述二次冷却装置的冷却水水流量设定为100L/h;通过设置在复合铸型内的第三测温传感器9和第四测温传感器17,在线采集复合铸型内铜合金和铝合金凝固前沿的温度数据,并实时反馈给集成控制系统,监控铜合金和铝合金发复合过程中发生界面反应时的温度,并通过在线自动调节一次冷却水流量、二次冷却水流量和连铸速度等参数,控制界面反应程度;其中铝合金层凝固前沿的温度为750℃;
(4)当连铸复合板坯的长度达到需要的尺寸时,启动同步锯切装置12将板坯切断,切断后的板坯通过运料系统收集在一起;
(5)当需要结束整个连铸过程时,分别将铝合金液熔化炉5的出料口用塞棒8塞住,将铜合金熔化炉中出料口用塞棒4塞住,再将残留在复合铸型中的金属液全部凝固成形并连续拉出后,停止牵引装置,结束连铸过程。

Claims (6)

1.一种双金属复合板连铸直接成形设备,该设备包括高熔点金属熔化炉(1)、低熔点金属熔化炉(5)、复合成形装置、一次冷却系统、二次冷却装置(10)、牵引装置(15)、锯切装置(12)、测温系统和集成控制系统;
其中,所述高熔点金属熔化炉(1)内部设有用于控制金属液的浇铸时间的第一塞棒(4),所述低熔点金属液保温炉(5)内部设有用于控制金属液的浇铸时间的第二塞棒(8),所述高熔点金属熔化炉(1)的出口与复合铸型(18)的第一进料口(20)连接;低熔点金属熔化炉(5)通过导流管(19)与复合铸型(18)侧边的第二进料口(21)连接;
所述一次冷却系统和和二次冷却装置(10)设置在所述复合成形装置的出料口处,用于冷却成型后的双金属复合板;
所述测温系统包括第一测温传感器(3)、第二测温传感器(7)第三测温传感器(9)和第四测温传感器(17),其中,所述第一测温传感器(3)设置在高熔点金属熔化炉(1)内用于测量高熔点金属液的保温温度,所述第二测温传感器(7)设置低熔点金属熔化炉(5)内用于测量低熔点金属液的保温温度,所述第三测温传感器(9)和第四测温传感器(17)设置在所述复合成形装置内部用于测量高熔点金属固液界面前沿和测量低熔点金属固液界面前沿的温度;
所述集成控制系统包括上位机、下位机、控制柜和执行机构;所述上位机用于进行监控和设定参数;
所述下位机用于控制一次冷却系统、二次冷却装置(10)、牵引装置(15)、锯切装置(12)和测温系统,实现参数在线采集与反馈控制;执行机构负责执行控制命令,实现实时在线控制;
其特征在于,所述成形装置包括复合铸型(18)和结晶器(16),所述复合铸型(18)内部设置有前后两段横断面形状均为矩形、且宽度相同的高熔点金属成形型腔(22)和低熔点金属成形型腔(23),所述高熔点金属成形型腔(22)的进料端与所述第一进料口(20)连接,所述低熔点金属成形型腔(23)的进料端与所述第二进料口(21)连接,所述结晶器(16)设置在所述复合铸型(18)的后半段的侧壁上,且高熔点金属成形型腔(22)的侧壁厚度小于所述低熔点金属成形型腔(23)的侧壁厚度。
2.一种双金属复合板连铸直接成形工艺,其特征在于,该工艺具体包括以下步骤:
步骤1:将两种金属原料分别加入到高熔点金属熔化炉(1)和低熔点金属液保温炉(5)中,用第一塞棒(4)和第二塞棒(8)分别堵住熔化炉的出口,启动加热,对金属原料进行加热熔化和保温;高熔点金属和低熔点金属熔化炉的温度分别通过第一测温传感器(3)和第二测温传感器(7)进行在线测量,并通过PID控制程序对温度进行自动调控;
步骤2:将引锭杆一端伸入复合铸型(18)内,堵住复合铸型的高熔点金属成形型腔(22)的出口,另一端与牵引装置(15)连接;提起第一塞棒(4),使熔化炉(1)中的金属液通过第一进料口(20)进入一端被引锭杆堵住的高熔点金属成形型腔(22)内,在结晶器(16)的冷却作用下,凝固形成高熔点金属层(14),并与引锭杆粘合在一起;启动牵引装置(15),通过引锭杆,以一定的连铸速度将在复合铸型中已凝固成形的高熔点金属层(14)连续拉出,实现高熔点金属层的连铸成形;
步骤3:在高熔点金属层(14)的连铸达到稳定后,提起低熔点金属熔化炉(5)中的第二塞棒(8),使低熔点金属液通过导流管(19)浇铸到由先凝固的高熔点金属层(14)和复合铸型内孔构成的低熔点金属成形型腔(23)中,在结晶器(16)和二次冷却装置(10)的共同作用下,凝固形成低熔点金属层(11),并与高熔点金属层(14)复合,形成复合板坯(13);复合板坯(13)通过牵引装置(15)连续拉出结晶器;通过设置在复合铸型内的第三测温传感器(9)和第四测温传感器(17)在线采集复合铸型内两种金属凝固前沿的温度数据,并实时反馈给集成控制系统,监控两种金属复合过程中发生界面反应时的温度,并通过在线自动调节一次冷却水流量、二次冷却水流量和连铸速度参数,控制界面反应程度;
步骤4:当连铸复合板坯的长度达到需要的尺寸时,启动同步锯切装置(12)将板坯切断,切断后的板坯通过运料系统收集在一起,即得到双金属复合板。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述双金属复合板的高熔点金属板的厚度为1-100mm,低熔点金属板的厚度为1-100mm。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤1中,所述高熔点金属熔化炉(1)和低熔点金属液保温炉(5)的加热温度均为金属熔点以上50~300℃。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述复合坯料的连铸速度为20~400mm/min。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述一次冷却水流量为200~2000L/h;所述二次冷却装置的冷却水流量为50~1000L/h。
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