本發(fā)明屬于金屬復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬復(fù)合材料成型裝置及工藝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的層狀金屬復(fù)合板的制造方法有爆炸復(fù)合法、離心鑄造復(fù)合法、電磁連鑄法等，其中，電磁連鑄法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；爆炸法不能連續(xù)生產(chǎn)，且工藝過程不易控制，存在生產(chǎn)效率低、復(fù)合結(jié)構(gòu)性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的金屬復(fù)合材料成型不能集連續(xù)生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且成本低與一體的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種成本低、性能穩(wěn)定且能夠連續(xù)生產(chǎn)的金屬復(fù)合材料成型裝置及工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種金屬復(fù)合材料成型裝置，用于金屬管的復(fù)合材料成型，包括結(jié)晶器、密封罩、感應(yīng)加熱器、澆注斗、下澆注包、伺服電機(jī)、絲杠、上澆注包、上輸料管、上澆注管、封口罩；引錠桿、升降臺、冷水箱和安裝架，

所述上澆注包、下澆注包和結(jié)晶器從上到下依次安裝于所述安裝架上；

所述結(jié)晶器具有內(nèi)腔和外腔，所述內(nèi)腔設(shè)有感應(yīng)加熱器，所述外腔的上下兩端分別設(shè)有用于冷卻水流出和流入的出水口和進(jìn)水口；

所述澆注斗設(shè)置于所述結(jié)晶器的上端面上，并設(shè)有用于蓋住部分所述澆注斗的頂蓋，所述頂蓋和澆注斗的斗壁形成有入口，以將所述下澆注包內(nèi)的金屬液引入所述澆注斗內(nèi)，所述澆注斗的底部設(shè)有下澆注管；

所述密封罩固定于所述澆注斗的頂蓋上，且所述密封罩的頂面設(shè)有用于所述金屬管穿過的孔洞，所述孔洞的外圍設(shè)有環(huán)槽，所述環(huán)槽用于插接所述封口罩的底面設(shè)置的凸緣；所述環(huán)槽的外側(cè)設(shè)有用于與所述封口罩鉸接的鉸接塊，與所述鉸接塊相對的一側(cè)設(shè)有用于將所述封口罩鎖緊于所述密封罩頂部的鎖扣；所述封口罩為弧形，其頂面開口，并在開口的內(nèi)壁上設(shè)有彈性且耐高溫的密封圈；

所述上澆注包通過升降板連接到所述絲杠上，所述絲杠垂直設(shè)于所述安裝架上，且與所述伺服電機(jī)連接，所述上輸料管連接于所述上澆注包上，所述上輸料管的末端連接有上澆注管，用于通過所述封口罩的開口伸入至所述金屬管的中心孔內(nèi)；

所述引錠桿設(shè)于所述升降臺上，所述冷水箱設(shè)于所述引錠桿的上端，用于在所述升降臺上升時(shí)，使所述冷水箱封住所述結(jié)晶器的下端口，所述冷水箱上設(shè)有進(jìn)水管和出水管。

作為優(yōu)選，所述冷水箱的頂面上設(shè)有與所述冷水箱可拆卸連接的連接板。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述連接板的中心正對所述金屬管的中心，且所述連接板的中心處設(shè)有內(nèi)凹槽。

作為優(yōu)選，所述密封罩內(nèi)設(shè)有用于夾持所述金屬管的夾送輥。

作為優(yōu)選，所述密封罩內(nèi)設(shè)有電極。

作為優(yōu)選，所述所述密封罩的內(nèi)壁上安裝有超聲波振動器。

作為優(yōu)選，所述升降板與所述上澆注包的底部彈性連接；所述上澆注包的頂部設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)連接有提升桿，所述提升桿與所述上輸料管連接，用于在所述升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，通過所述提升桿使所述上澆注管上升一定距離。

一種金屬復(fù)合材料成型工藝，包括如下步驟：

1)打開封口罩，將所述金屬管置于帶有密封罩的結(jié)晶器內(nèi)；

2)啟動伺服電機(jī)，使所述上澆注包沿所述絲杠下降，以將所述上澆注管通過所述封口罩的開口伸入至所述金屬管的中心孔內(nèi)下端一定距離；

3)鎖緊所述封口罩，按設(shè)定好的工藝分別對所述金屬管的中心孔和所述金屬管與所述結(jié)晶器形成的環(huán)形腔進(jìn)行金屬復(fù)合材料的澆注；

4)步驟3)中澆注一段時(shí)間后，對澆注完成的部分進(jìn)行冷卻，然后將澆注完成的部分引出所述結(jié)晶器，并使完成澆注的部分形成對結(jié)晶器的密封，以逐步完成剩余部分的澆注，直至完成整個(gè)金屬管的澆注成型，最后將復(fù)合完成的金屬管整體引出，以進(jìn)行下一個(gè)金屬管的復(fù)合材料成型。

作為優(yōu)選，在所述步驟1)之前，還有一個(gè)預(yù)熱的步驟，該步驟中，先接通感應(yīng)加熱器的電源，使感應(yīng)加熱器預(yù)熱結(jié)晶器的環(huán)形腔和金屬管，預(yù)熱一段時(shí)間后，再接通電極的電源，使電極對緩慢進(jìn)入的金屬管的外壁加熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)和工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，通過在充有保護(hù)氣的密封腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)密封澆注，使金屬管不會被氧化；通過設(shè)置能夠流通冷卻水和加熱的雙腔室結(jié)晶器，提高了金屬復(fù)合材料的性能；通過設(shè)于引錠桿端部的冷水箱實(shí)現(xiàn)了對結(jié)晶器的密封和澆注液的冷卻，能夠?qū)崿F(xiàn)在澆注一段時(shí)間后引出部分完成材料復(fù)合的金屬管，并進(jìn)一步澆注，因此，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)不斷生產(chǎn)，且提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中的一種金屬復(fù)合材料成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的A放大圖；

圖3為本發(fā)明中的一種金屬復(fù)合材料成型裝置的澆注斗的俯視示意圖；

圖4為本發(fā)明中的一種金屬復(fù)合材料成型裝置的密封罩的俯視示意圖。

圖中：

1－結(jié)晶器； 101-內(nèi)腔；

102-外腔； 103-進(jìn)水口；

104-出水口； 2-感應(yīng)加熱器；

3-澆注斗； 301-下澆注管；

302-頂蓋；

4-密封罩； 401-孔洞；

402-環(huán)槽； 403-鎖扣；

404-進(jìn)氣口； 405-鉸接塊；

5-電極；

6-超聲波振動器； 7-夾送輥；

8-引錠桿； 9-冷水箱；

901-進(jìn)水管； 902-出水管；

10-拆卸板； 11-伺服電機(jī)；

12-絲杠； 13-下澆注包；

14-升降板； 15-上澆注包；

16-上輸料管； 17-上澆注管；

18-封口罩； 19-安裝架；

20-金屬管； 21-升降臺；

22-傾斜軌道； 23-水平軌道；

24-升降機(jī)構(gòu)； 25-提升桿；

26-密封圈。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種金屬復(fù)合材料成型裝置，用于金屬管20的復(fù)合材料成型，包括結(jié)晶器1、密封罩4、感應(yīng)加熱器2、澆注斗3、下澆注包13、上澆注包15、上輸料管16、上澆注管17、伺服電機(jī)11、絲杠12、封口罩18、引錠桿8、升降臺21、冷水箱9和安裝架19。其中，上澆注包15、下澆注包13和結(jié)晶器1從上到下依次安裝于安裝架19上。

結(jié)晶器1具有內(nèi)腔101和外腔102，內(nèi)腔101設(shè)有感應(yīng)加熱器2，外腔102的上下兩端分別設(shè)有出水口104和進(jìn)水口103，冷水從進(jìn)水口103進(jìn)入外腔，以冷卻澆注后的金屬復(fù)合材料，并從出水口104流出。澆注斗3設(shè)置于結(jié)晶器1的上端面上，并設(shè)有用于蓋住部分澆注斗的頂蓋302，如圖3所示，頂蓋302和澆注斗3的斗壁形成有入口，以將下澆注包13內(nèi)的金屬液引入澆注斗3內(nèi)，澆注斗3的底部設(shè)有下伸入至結(jié)晶器1內(nèi)的下澆注管301。

密封罩4固定于澆注斗1的頂蓋302上，密封罩4的頂面設(shè)有用于金屬管20穿過的孔洞401，孔洞401的外圍設(shè)有環(huán)槽402，環(huán)槽402用于插接封口罩18的底面設(shè)置的凸緣(圖中未示出)；環(huán)槽402的外側(cè)設(shè)有用于與封口罩18鉸接的鉸接塊405，與鉸接塊405相對的一側(cè)設(shè)有用于將封口罩18鎖緊于密封罩18的頂部的鎖扣403；封口罩18為弧形，其頂面開口，并在開口的內(nèi)壁上設(shè)有彈性且耐高溫的密封圈26；密封罩4的側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣管404，以沖入保護(hù)氣體。

上澆注包15通過升降板14連接到絲杠12上，絲杠12垂直設(shè)于安裝架19上，且與伺服電機(jī)11連接，上輸料管16連接于上澆注包15上，上輸料管16的末端連接有上澆注管17，用于通過封口罩18的開口伸入至金屬管20的中心孔內(nèi)。這樣的結(jié)構(gòu)可以提升澆注質(zhì)量，避免產(chǎn)生離析、汽包等，使復(fù)合材料層性能更穩(wěn)定。

為了使上澆注管17可以微調(diào)上升的高度，升降板14與上澆注包15的底部彈性連接；安裝架19上設(shè)有升降機(jī)構(gòu)24，升降機(jī)構(gòu)24連接有提升桿25，提升桿25與上輸料管16連接，用于在升降機(jī)構(gòu)24的驅(qū)動下，通過提升桿25使上澆注管17上升一定距離。

引錠桿8設(shè)于升降臺21上，升降臺21位于結(jié)晶器1的下方，冷水箱9設(shè)于引錠桿8的上端，用于在升降臺21上升時(shí)，使冷水箱9封住結(jié)晶器1的下端口，冷水箱9上設(shè)有進(jìn)水管901和出水管902。

本實(shí)施例中，在冷水箱9的頂面上設(shè)有與冷水箱9可拆卸連接的連接板10，以在金屬管20完成材料復(fù)合，并脫離結(jié)晶器1后，使冷水箱9與金屬管20脫離，備用。

如圖2所示，本實(shí)施例中，連接板10的中心正對金屬管20的中心，且連接板20的中心處設(shè)有內(nèi)凹槽，使?jié)沧⒑蟮慕饘僖耗軌蚓o密地與連接板10結(jié)合。

本實(shí)施例中，密封罩4內(nèi)設(shè)有用于夾持金屬管20的夾送輥7，使金屬管20能夠更穩(wěn)定地位于結(jié)晶器1內(nèi)。

密封罩4內(nèi)還設(shè)有電極5，以對金屬管10進(jìn)行進(jìn)一步加熱。

密封罩4的內(nèi)壁上安裝有超聲波振動器6，以對結(jié)晶器1內(nèi)的澆注液進(jìn)行均勻化和細(xì)化處理。

上述金屬復(fù)合材料成型裝置的金屬復(fù)合材料成型工藝，包括如下步驟：

1)打開封口罩18，將金屬管20置于帶有密封罩4的結(jié)晶器1內(nèi)；

2)啟動伺服電機(jī)11，使上澆注包15沿絲杠12下降，以將上澆注管17通過封口罩18的開口伸入至金屬管18的中心孔內(nèi)下端一定距離；

3)鎖緊封口罩18，按設(shè)定好的工藝分別對金屬管20的中心孔和金屬管20與結(jié)晶器1形成的環(huán)形腔進(jìn)行金屬復(fù)合材料的澆注；

4)步驟3)中澆注一段時(shí)間后，對澆注完成的部分進(jìn)行冷卻，然后將澆注完成的部分引出結(jié)晶器1，并使完成澆注的部分形成對結(jié)晶器1的密封，以逐步完成剩余部分的澆注，直至完成整個(gè)金屬管20的澆注成型，最后將復(fù)合完成的金屬管20整體引出，以進(jìn)行下一個(gè)金屬管20的復(fù)合材料成型。

其中，在步驟1)之前，還有一個(gè)預(yù)熱的步驟，該步驟中，先接通感應(yīng)加熱器2的電源，使感應(yīng)加熱器2預(yù)熱結(jié)晶器1的環(huán)形腔和金屬管20，預(yù)熱一段時(shí)間后，再接通電極5的電源，使電極5對緩慢進(jìn)入的金屬管20的外壁加熱。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。