本發(fā)明涉及一種制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，屬于鋁基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋁基復(fù)合材料主要以純鋁或鋁合金為基體，通過添加顆粒、纖維或晶須等物質(zhì)以達(dá)到改善合金基體組織、提高材料性能的目的，常用的增強(qiáng)體有SiC、Al₂O₃、石墨烯和碳納米管等。鋁基復(fù)合材料主要制備方法有粉末冶金法、無壓浸滲法、原位合成法和攪拌鑄造法等。粉末冶金法是將增強(qiáng)體與金屬粉均勻攪拌混合，然后進(jìn)行球磨、干燥、壓實(shí)和燒結(jié)等，但該方法生產(chǎn)成本高，且球磨過程中易造成增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)的破壞，降低了復(fù)合材料的性能。無壓浸滲法是將不同比例混合均勻的粉體壓制成預(yù)制件，然后在毛細(xì)管力作用下將熔融金屬液滲入預(yù)制件，與其它復(fù)合工藝相比，無壓滲透具有工藝簡單、對(duì)設(shè)備的要求低、所制備的材料致密度高、可以近終成型等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)效率低，不利于批量生產(chǎn)。原位復(fù)合技術(shù)作為一種新的復(fù)合技術(shù)，主要是采用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ㄔ诮饘倩咨线_(dá)到一種化學(xué)或者非化學(xué)的反應(yīng)制備出增強(qiáng)相，技術(shù)生產(chǎn)成本高，不利于生產(chǎn)大尺寸構(gòu)件。攪拌鑄造法是在熔煉/保溫爐內(nèi)的熔融液態(tài)金屬中加入增強(qiáng)體，通過攪拌使得增強(qiáng)體分散于熔體中，長時(shí)間攪拌使得熔體中混雜較多的氧化膜，在轉(zhuǎn)注過程中停止攪拌時(shí)熔體中的增強(qiáng)體易上浮，并且為了便于施加攪拌裝置爐體容量往往較小，不適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。

鋁合金半連續(xù)鑄造法生產(chǎn)錠坯效率高、成本低，若能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)體在線添加，就能夠?qū)崿F(xiàn)鋁基復(fù)合材料的大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，大大提高鋁基復(fù)合材料的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，近幾年受到越來越多的科研人員的關(guān)注。專利CN201510695932.7采用在熔煉/保溫爐與鑄造平臺(tái)之間設(shè)置中間包，在中間包中定量添加含有CNTs的桿或箔，施加電磁和超聲攪拌獲得含有CNTs增強(qiáng)體的鋁熔體，經(jīng)流槽進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)鑄造出鋁基復(fù)合材料；該方法中半連續(xù)鑄造過程中增強(qiáng)體在鋁熔體存在上浮的可能，增強(qiáng)體在熔體中的添加比例準(zhǔn)確控制難度高。因此若在結(jié)晶器內(nèi)在線均勻添加增強(qiáng)體到鋁合金熔體中，隨后緊接著半連續(xù)鑄造，就能夠得到鋁基復(fù)合材料鑄錠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了實(shí)現(xiàn)在半連鑄鑄造過程中，于鋁合金熔體的凝固前沿附近設(shè)置攪拌裝置，便于連續(xù)定量添加增強(qiáng)體粉料和保護(hù)氣體到凝固前沿附近，從而獲得鋁基復(fù)合材料鑄錠，而提供一種制備鋁基復(fù)合材料的半連續(xù)鑄造裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，包括熔煉保溫爐、攪拌裝置、保溫裝置、結(jié)晶器、送料裝置、送氣裝置、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、連接機(jī)構(gòu)以及流槽，所述熔煉保溫爐上設(shè)有熔體出口，所述保溫裝置內(nèi)設(shè)有通道，所述熔體出口和流槽的入口相連通，所述流槽的出口和保溫裝置的通道入口相連通，所述保溫裝置的通道出口和結(jié)晶器的入口相連通，所述保溫裝置上設(shè)有通孔，該通孔與結(jié)晶器入口相連通，所述攪拌裝置插入該通孔中；攪拌裝置呈中空狀，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與攪拌裝置相連接，帶動(dòng)所述攪拌裝置發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述送料裝置和送氣裝置均與所述連接機(jī)構(gòu)相連通，所述連接機(jī)構(gòu)和攪拌裝置相連通。

進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述連接機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)接頭和第二軸聯(lián)器，所述回轉(zhuǎn)接頭的下端與第二聯(lián)軸器上端相連通。

進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述送料裝置包括第一電機(jī)、第一聯(lián)軸器、密封墊、軸壓板、加料斗、料筒、送料螺桿和轉(zhuǎn)料管，所述加料斗安裝于料筒上方，所述送料螺桿安裝于料筒內(nèi)，所述送料螺桿的其中一端位于所述料筒內(nèi)，所述送料螺桿的的另外一端與第一電機(jī)相連接，所述轉(zhuǎn)料管的其中一端與料筒相連通，所述轉(zhuǎn)料管的另一端與所述回轉(zhuǎn)接頭相連通。

進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述送氣裝置包括進(jìn)氣管、可調(diào)流量計(jì)和快速接頭，所述快速接頭的一端與定壓供氣源相連通，所述快速接頭的另一端與可調(diào)流量計(jì)的其中一端相連通，所述可調(diào)流量計(jì)的另一端和進(jìn)氣管的其中一端相連通，所述進(jìn)氣管的另一端與所述回轉(zhuǎn)接頭相連通。

更進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括第一皮帶輪、第一聯(lián)接軸、皮帶、第二皮帶輪、第二聯(lián)接軸和第二電機(jī)，所述第一皮帶輪安裝于第一聯(lián)接軸上，所述第二皮帶輪安裝于第二聯(lián)接軸上，所述第二電機(jī)與第二聯(lián)接軸相連接，所述第一皮帶輪和第二皮帶輪通過皮帶連接，所述第一聯(lián)接軸上端與所述第二聯(lián)軸器下端相連通，且所述第一聯(lián)接軸下端與攪拌裝置相連通。

更進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述攪拌裝置包括攪拌葉和旋轉(zhuǎn)軸，所述攪拌葉安裝于旋轉(zhuǎn)軸下方，所述旋轉(zhuǎn)軸呈中空狀且上下兩端均設(shè)有開口，所述第一聯(lián)接軸的下端與旋轉(zhuǎn)軸上端開口相連通。

更進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述保溫裝置包括上保溫板鑲塊，上保溫板和下保溫板，所述下保溫板安裝于結(jié)晶器上方，所述保溫裝置的通道出口設(shè)置于下保溫板上，所述上保溫板位于下保溫板上方，所述上保溫板與下保溫板之間具有空隙形成所述保溫裝置的通道，所述上保溫板上設(shè)有用于供攪拌裝置穿過的U型槽，所述上保溫板的U型槽的槽口朝向流槽的出口，所述攪拌裝置貫穿上保溫板的U型槽和保溫裝置的通道出口，所述上保溫板鑲塊鑲嵌于上保溫板的U型槽內(nèi)并與上保溫板的U型槽相配合，從而減少攪拌葉上方外漏液面，降低氧化膜卷入風(fēng)險(xiǎn)。

再進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述上保溫板和下保溫板之間設(shè)有一中保溫板，該中保溫板上設(shè)有用于供攪拌裝置穿過的U型槽，所述中保溫板上的U型槽的槽口朝向所述流槽的出口。

再進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：另設(shè)有一壓板，該壓板覆蓋于上保溫板和上保溫板鑲塊的上方，且所述壓板上也設(shè)有一用于供攪拌裝置穿過的U型槽，所述壓板上的U型槽的槽口朝向流槽的出口。

再進(jìn)一步地，上述制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，其中：所述攪拌裝置的攪拌葉位于所述保溫裝置的通道出口內(nèi)。

本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在：

（1）結(jié)晶器內(nèi)腔設(shè)置了中空攪拌裝置，攪拌裝置底部為添加增強(qiáng)體的通道出口，實(shí)現(xiàn)了在鋁合金熔體凝固前沿附近添加增強(qiáng)體，同時(shí)攪拌葉的高速旋轉(zhuǎn)剪切能快速將增強(qiáng)體分散均勻。凝固前沿附近添加增強(qiáng)體能夠大大減少增強(qiáng)體在熔體中上浮。

（2）結(jié)晶器組件中的保溫裝置結(jié)構(gòu)獨(dú)特設(shè)計(jì)，位于結(jié)晶器本體上方的保溫裝置與結(jié)晶器本體構(gòu)成一個(gè)半封閉內(nèi)腔，保溫裝置邊部開孔與外部流槽出口對(duì)接，熔體液流通過該孔進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)，保溫裝置頂部開孔用于安裝攪拌裝置，開孔大小略大于攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)軸直徑，半連續(xù)鑄造過程中流槽內(nèi)熔體液面高于上述保溫裝置邊部開孔，攪拌葉上方熔體與外界接觸面積非常小，能夠大大減輕攪拌過程中卷入氧化膜等缺陷。

（3）設(shè)計(jì)采用雙向流通內(nèi)管固定式回轉(zhuǎn)接頭連接送料裝置、送氣裝置和攪拌裝置，實(shí)現(xiàn)了將增強(qiáng)體料和載流保護(hù)氣體一起送到中空旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的通道中，同時(shí)攪拌裝置能夠高速旋轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)極為巧妙。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：

圖1是制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置示意圖；

圖2是制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置具體示意圖；

圖3是是保溫裝置示意圖。

圖中，各附圖標(biāo)記的含義為：圖中，各附圖標(biāo)記的含義為：1—第一電機(jī)，2—第一聯(lián)軸器，3—密封墊，4—軸壓板，5—加料斗，6—料筒，7—送料螺桿，8—第一軸承，9—轉(zhuǎn)料管，10—進(jìn)氣管，11—可調(diào)流量計(jì)，12—快速接頭，13—回轉(zhuǎn)接頭，14—第二聯(lián)軸器，15—第二軸承，16—第一皮帶輪，17—第一聯(lián)接軸，18—皮帶，19—第二皮帶輪，20—第二聯(lián)接軸，21—第二電機(jī)，22—旋轉(zhuǎn)軸，23—攪拌葉，24—壓板，25—上保溫板鑲塊，26—上保溫板，27—中保溫板，28—下保溫板，29—結(jié)晶器本體，30—結(jié)晶器下板，31—結(jié)晶器內(nèi)襯，32—流槽，33—鋁熔體，34—液位水平線，35—?dú)夥刍旌象w，36—液相線，37—固液兩相區(qū)，38—固相線，39—復(fù)合材料錠，40—引錠頭，41—熔煉保溫爐。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解和掌握。

如圖1所示嗎，本發(fā)明制備鋁基復(fù)合材料用半連續(xù)鑄造裝置，包括熔煉保溫爐41、攪拌裝置、保溫裝置、結(jié)晶器、送料裝置、送氣裝置、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、連接機(jī)構(gòu)以及流槽32，熔煉保溫爐41的其中一側(cè)側(cè)壁的底部設(shè)有熔體出口，為了方便控制熔體流量，熔體出口處設(shè)有控流閥。保溫裝置內(nèi)設(shè)有通道，該通道入口位于保溫裝置前側(cè)，通道出口位于保溫裝置下側(cè)，結(jié)晶器安裝于保溫裝置下方，熔體出口和流槽32的入口相連通，所述流槽32的出口和保溫裝置的通道入口相連通，保溫裝置的通道出口和結(jié)晶器的入口相連通。保溫裝置上還設(shè)有一通孔，該通孔與結(jié)晶器入口相連通，所述攪拌裝置插入該通孔中。攪拌裝置呈中空狀，其上下兩端均設(shè)有開口，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與攪拌裝置相連接，所述送料裝置和送氣裝置均與連接機(jī)構(gòu)相連通，連接機(jī)構(gòu)和攪拌裝置相連通。

如圖1和圖2所示，送料裝置包括第一電機(jī)1、第一聯(lián)軸器2、密封墊3、軸壓板24、加料斗5、料筒6、送料螺桿7、第一軸承8和轉(zhuǎn)料管9，加料斗5安裝于料筒6上方，送料螺桿7安裝于料筒6內(nèi)，送料螺桿7的內(nèi)端位于料筒6內(nèi)且靠近料筒6底部位置，且送料螺桿7的外端與第一軸承8相連接，送料螺桿7外端通過第一聯(lián)軸器2和第一電機(jī)1相連。轉(zhuǎn)料管9安裝于料筒6底部，轉(zhuǎn)料管9一端與料筒6相連通，轉(zhuǎn)料管9另一端與后述的連接機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)接頭13相連通。為了保證正常送料，送料螺桿7外端與料筒6端部之間設(shè)有密封墊3，密封墊3外周設(shè)有軸壓板24。第一電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)送料螺桿7在料筒6內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過加料斗5不斷添加增強(qiáng)體粉料，利用送料螺桿7的轉(zhuǎn)動(dòng)將加強(qiáng)體粉料向前輸送到轉(zhuǎn)料管9中，轉(zhuǎn)動(dòng)速度根據(jù)工藝要求所需送料量多少無極調(diào)速。第一電機(jī)1優(yōu)選為變頻電機(jī)。

如圖1和圖2所示，送氣裝置包括進(jìn)氣管10、可調(diào)流量計(jì)11和快速接頭12，快速接頭12的一端連接到定壓供氣源，快速接頭12的另一端與可調(diào)流量計(jì)11的一端相連通，可調(diào)流量計(jì)11的另一端和進(jìn)氣管10的一端相連通，進(jìn)氣管10的另一端與后述連接機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)接頭13相連通，回轉(zhuǎn)接頭13和攪拌裝置相連通。實(shí)際操作過程中可根據(jù)工藝要求所需氣量通過可調(diào)流量計(jì)11調(diào)節(jié)氣體流量大小。

如圖1和圖2所示，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括第二軸承15、第一皮帶輪16、第一聯(lián)接軸17、皮帶18、第二皮帶輪19、第二聯(lián)接軸20和第二電機(jī)21，第一皮帶輪16安裝于第一聯(lián)接軸17上，第一聯(lián)接軸17上下兩邊安裝有第二軸承15，第二皮帶輪19安裝于第二聯(lián)接軸20上，第二聯(lián)接軸20上下兩邊安裝有第二軸承15，第二電機(jī)21的機(jī)頭與第二聯(lián)接軸20相連接，第一皮帶輪16和第二皮帶輪19通過皮帶18連接。第一聯(lián)接軸17與后述連接機(jī)構(gòu)的第二聯(lián)軸器14的下端相連。

如圖1所示，攪拌裝置包括旋轉(zhuǎn)軸22和攪拌葉23，旋轉(zhuǎn)軸22和攪拌葉23為高純石墨材質(zhì)；攪拌葉23通過螺紋連接安裝于旋轉(zhuǎn)軸22下方，旋轉(zhuǎn)軸22呈中空狀且上下兩端均設(shè)有開口。旋轉(zhuǎn)軸22上端通過螺紋連接到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第一聯(lián)接軸17下端，使得第一聯(lián)接軸17和旋轉(zhuǎn)軸22上端開口相連通。

如圖1和圖2所示，連接機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)接頭13和第二聯(lián)軸器14，回轉(zhuǎn)接頭13的下端法蘭面連接至第二聯(lián)軸器14上端，回轉(zhuǎn)接頭13為雙向流通內(nèi)管固定式，上部雙向流通端口分別連接送料裝置的轉(zhuǎn)料管9和送氣裝置的進(jìn)氣管10，第二聯(lián)軸器14下端于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的第一聯(lián)接軸17上端相連通，第一聯(lián)接軸17下端連接攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)軸22上端的開口相連接，以上所有零件均呈中空狀，各個(gè)零件的內(nèi)部中空部分作為氣粉添加通道，實(shí)現(xiàn)了加料與攪拌一體化。送料裝置、送氣裝置、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和攪拌裝置通過外部支架（圖中未標(biāo)注）聯(lián)接成一個(gè)整體。第二電機(jī)21優(yōu)選為伺服電機(jī)，可根據(jù)工藝要求所需轉(zhuǎn)速無極調(diào)速。第二電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二聯(lián)接軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第二皮帶輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，第二皮帶輪19轉(zhuǎn)動(dòng)通過皮帶18帶動(dòng)第一皮帶輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一聯(lián)接器17轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸23轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1和圖3所示，保溫裝置包括壓板24、上保溫板鑲塊25，上保溫板26，中保溫板27和下保溫28，下保溫板28上設(shè)有開口，該開口即為保溫裝置的通道出口，所述攪拌裝置的攪拌葉23容納于該下保溫板28的開口內(nèi)，合金熔體也經(jīng)該開口流入結(jié)晶器內(nèi)，上保溫板26位于下保溫板28上方，上保溫板27與下保溫板28之間具有空隙形成所述保溫裝置通道，上保溫板26上設(shè)有一用于供攪拌裝置穿過的U型槽，該U型槽的槽口朝向流槽32的出口。中保溫板27夾于上保溫板26和下保溫板28之間，且中保溫板27上也設(shè)有一用于供攪拌裝置穿過的U型槽，該U型槽的槽口朝向流槽32的出口。上保溫板鑲塊25鑲嵌于上保溫板26的U型槽內(nèi)，上保溫板鑲塊25的其中一自由端，設(shè)有與攪拌裝置旋轉(zhuǎn)軸22相配合的缺口，該缺口和上保溫板26的U型槽相配合，從而夾緊旋轉(zhuǎn)軸22，使得攪拌裝置固定。壓板24覆蓋于上保溫板26和上保溫板鑲塊25的上方，且壓板24上也設(shè)有一用于供攪拌裝置穿過的U型槽，該U型槽的槽口朝向流槽32的出口。上保溫板鑲塊25和上保溫板26分體設(shè)計(jì)從而方便了攪拌裝置的安裝，攪拌裝置安裝過程如下：首先固定位于保溫裝置以下部分的結(jié)晶器，然后將下保溫板28放置于結(jié)晶器本體29上，接著將攪拌裝置插入下保溫板28的開口內(nèi)，使得攪拌裝置的攪拌葉23限位于該下保溫板28的開口內(nèi)，再將中保溫板27放置到下保溫板28上，之后將上保溫板26和上保溫板鑲塊25依次放置到中保溫板27上，使得攪拌裝置固定，最后將壓板24蓋于上保溫板26和上保溫板鑲塊25上，使得保溫裝置與結(jié)晶器本體構(gòu)成一個(gè)半封閉內(nèi)腔。

如圖1所示，結(jié)晶器包括結(jié)晶器本體29、結(jié)晶器下板30，結(jié)晶器內(nèi)襯11和引錠頭40，結(jié)晶器下板30安裝于結(jié)晶器本體29外邊緣的下方，結(jié)晶器內(nèi)襯鑲嵌于結(jié)晶器本體9內(nèi)圈，引錠頭40安裝于結(jié)晶器本體29內(nèi)腔的底部。

結(jié)合圖1和圖2以制備碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為例對(duì)本發(fā)明應(yīng)用作進(jìn)一步闡述：

（1）添加適量的鍍銅處理后的CNTs粉末到加料斗5中，將送氣裝置的快速接頭12連接到外部的氮?dú)夤?yīng)裝置；

（2）將鋁合金在熔煉保溫爐41內(nèi)熔化精煉并保溫，熔煉保溫熔體溫度控制在730-760℃，獲得鋁熔體33；

（3）將結(jié)晶器安裝到鑄造平臺(tái)上，使得結(jié)晶器保溫裝置與流槽32銜接無縫，將結(jié)晶器上方的送料裝置、送氣裝置、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和攪拌裝置整體放置到結(jié)晶器內(nèi)合適位置。工裝準(zhǔn)備就緒后放流鋁熔體，并控制鋁熔體33流量使得流槽32內(nèi)；鋁熔體33的液位線水平34高于保溫帽入流口；

（4）開啟送料裝置的第一電機(jī)1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的第二電機(jī)21，并設(shè)定送氣裝置的氣體流量。

（5）放流后定量的CNTs粉末和定量的氮?dú)廨斔偷叫D(zhuǎn)軸22的空腔中，形成氣粉混合體35，同時(shí)旋轉(zhuǎn)軸22高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)攪拌葉23高速攪拌，氣粉混合體35經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸22下端開口進(jìn)入鋁熔體33中，經(jīng)攪拌葉23高速剪切，迅速分散到保溫腔內(nèi)的鋁熔體33中；在此之前結(jié)晶器中冷卻水不斷由結(jié)晶器出水口噴射到引錠頭39四周，對(duì)于φ178mm圓錠，鑄造速度為65~130mm/min，冷卻水量3~6m3/h；CNTs分散熔體在結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶形成液穴，將熔體分成液相區(qū)，固液兩相區(qū)36，固液兩相區(qū)36與固體鑄錠38的分界線為凝固前沿線37；隨著引錠頭39不斷下移，CNTs分散熔體在保溫腔中源源不斷被結(jié)晶器內(nèi)襯31冷卻，形成凝殼移出結(jié)晶器本體29，被結(jié)晶器噴出的冷卻水強(qiáng)烈冷卻，形成復(fù)合材料鑄錠38。

進(jìn)一步地，上述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，步驟（4）中的CNTs添加量為待增強(qiáng)改性的鋁合金基體重量的0.5~2.0%，氮?dú)饬髁繛?~4L/min；步驟（5）中氣粉混合體添加處為凝固前沿線附近，熔體溫度為液相線溫度±10℃左右；步驟（5）中的攪拌葉23位于合金熔體的凝固前沿以上0~100mm，轉(zhuǎn)速為500~2000轉(zhuǎn)/分，高速的攪拌剪切可以在極短時(shí)間內(nèi)顯著改善微細(xì)顆粒與熔體的潤濕性。

這里需要說明的是，上述實(shí)施例僅以碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為例，因此添加CNTs粉末，實(shí)際使用本發(fā)明時(shí)，可根據(jù)需要添加相應(yīng)的增強(qiáng)體粉末，如SiC、Al₂O₃、石墨烯等。

通過以上描述可以看出，本發(fā)明制備鋁基復(fù)合材料的半連續(xù)鑄造裝置，實(shí)現(xiàn)了在結(jié)晶器內(nèi)的鋁熔體凝固前沿附近添加增強(qiáng)體氣粉混合體，凝固前沿附近鋁熔體溫度低、甚至半固態(tài)狀態(tài)，粘度大能增大增強(qiáng)體粉體上浮阻力，并且熔體很快就結(jié)晶凝固，增強(qiáng)體粉體在鋁熔體中停留時(shí)間短，增強(qiáng)體粉體收得率高；實(shí)現(xiàn)了定量的粉體和氣體在攪拌裝置內(nèi)部通道內(nèi)預(yù)混合，有利于增強(qiáng)體粉體自身的分散均勻，同時(shí)增強(qiáng)體粉體出口在攪拌裝置底部，緊鄰高速旋轉(zhuǎn)的攪拌葉，攪拌葉的高速剪切能夠?qū)⒃鰪?qiáng)體粉體在熔體中很快分散；本發(fā)明裝置通過控制半連續(xù)鑄造過程中流槽內(nèi)熔體液面高度高于保溫裝置入口，鑄造過程中攪拌葉上方熔體與外界接觸面積非常小，能夠大大減輕攪拌過程中卷入氧化膜等缺陷。

當(dāng)然，以上只是本發(fā)明的典型實(shí)例，除此之外，本發(fā)明還可以有其它多種具體實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變形形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。