原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106270430A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610727054.7(22)申请日2016.08.25(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人陈东李险峰张亦杰马乃恒王浩伟夏存娟(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中牛山(51)Int.Cl.B22D11/114(2006.01)B22D11/049(2006.01)C22F1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法(57)摘要本发明涉及一种复合材料成形技术领域的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，包括以下步骤：取原位陶瓷颗粒增强铝基复合材料，熔化，保温，得复合材料熔体；将复合材料熔体注入结晶器中，同时进行超声处理；当熔体在石墨环处凝固后，引锭头下降，同时开启冷却水对铸棒进行冷却；当引锭头下降到刮水板位置时，刮水板开始与铸棒表面接触，将冷却水从铸棒表面刮去；随着引锭头下降，铸棒缓慢进入加热炉中退火；铸造完成，吊起铸棒，得到铝基复合材料半连续铸棒。本发明的方法装置简单，操作简便，可制备晶粒细小、颗粒分布均匀的大尺寸原位颗粒增强铝基复合材料铸锭，适于铝基复合材料的大规模工业化生产，具有很好的实践应用价值。CN106270430ACN106270430A权利要求书1/1页1.一种原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，取原位陶瓷颗粒增强铝基复合材料，熔化，保温，得复合材料熔体；步骤二，将复合材料熔体注入结晶器中，同时进行超声处理；步骤三，当熔体在石墨环处凝固后，引锭头下降，同时开启冷却水对铸棒进行冷却；步骤四，当引锭头下降到刮水板位置时，刮水板开始与铸棒表面接触，将冷却水从铸棒表面刮去；步骤五，随着引锭头下降，铸棒缓慢进入加热炉中退火；步骤六，铸造完成，吊起铸棒，得到铝基复合材料半连续铸棒。2.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤一中，所述保温为在720-850℃下保温。3.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤二中，所述超声处理的频率为13-23kHz。4.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤二中，所述超声处理的功率为0.5-1.5kW。5.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤三中，所述引锭头下降的速度为每分钟20-60mm。6.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤四中，所述刮水板位于石墨环下方15-35mm。7.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤四中，所述冷却水的压力为0.1-0.3MPa。8.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤四中，所述冷却水的水温为20-40℃。9.根据权利要求1所述的原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法，其特征是，步骤五中，所述加热炉的温度为350-450℃。2CN106270430A说明书1/4页原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料成形技术领域，具体地说，是一种原位颗粒增强铝基复合材料的半连续铸造方法。背景技术[0002]铝基复合材料具有高比强度、高比模量和高比刚度，在航空航天、国防、工业等领域有着广泛的应用。颗粒增强铝基复合材料根据加工工艺的不同，分为颗粒增强铸造铝基复合材料和颗粒增强变形铝基复合材料。变形铝基复合材料的强度和延伸率等要明显高于铸造铝基复合材料。变形铝基复合材料的制备工艺是首先通过铸造获得复合材料铸锭，然后经过塑性成形加工得到复合材料型材、锻件等。前期锭坯的铸造成形工艺决定了锭坯的质量，对复合材料的后续加工及最终性能会产生重要的影响。因此铝基复合材料铸锭成形是变形铝基复合材料“控形控性”的基础。[0003]经对现有技术文献的检索发现，公开号为CN1727505的中国专利，公开日为2006年2月1日，专利的发明名称为：原位颗粒增强铝基复合材料的制备方法。该专利是采用KBF4、K2TiF6与铝反应制备原位颗粒增强铝基复合材料，该专利中将原位颗粒增强铝基复合材料熔体浇注到铸模中获得铝基复合材料铸锭，受到铸模尺寸以及铸模冷却能力的限制，难以制备晶粒细小、颗粒分布均匀的大尺寸铸锭，该专利申请披露的技术方案难以在大规模工业化生产中推广应用。发明内容[0004]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种原位颗粒增强铝基复合材料的半连