层状金属复合材料制备技术现状及发展方向

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1、设计与计算CFHITECHNOLOGY层状金属复合材料制备技术现状及发展方向1孟宪静摘要：介绍了目前层状金属复合材料制备工艺方法的种类，分析了各种工艺方法的优缺点。指出连铸复合法将成为批量、连续化生产金属复合板材的主要工艺方法，是今后研究的方向。关键词：复合板；制备技术；离心浇注复合法中图分类号：TG249文献标识码：B文章编号：1673-3355（2009）06-0003-03PresentStatusandDevelopmentalDirectionforManufacturingTechniqueofLaminarCompositeMetalMengXianjingAbst

2、ract:Thispaperpresentsthemanufacturingtechniqueforlaminarcompositemetalnowadaysandtherelativemeritsofdeferenttechniques,therefore,accentuatesthatthecompositecastingtechniquewillbecomethemainprocessforproducingcompositemetalplatesinbatchesandcontinuously.Keywords:compositeplate;manufacturingte

3、chnique;compositecentrifugalcastingtechnique21世纪是复合材料的时代，随着科学技术的1液-固相复合法发展，对各种新技术、新材料的应用越来越广泛。单一的材料或合金已经很难满足现代化生产对材1.1包覆铸造法料综合性能的需求。复合材料是解决各种特殊结其原理是将一种金属作为芯材放入铸型中，然构、功能要求的重要途径。因此新型复合材料的后浇铸入另一种金属，待凝固后获得双金属铸坯的研制倍受世界各国的普遍重视，近10年来各种新方法。芯材表面要进行加工、喷丸、酸洗等处理以的复合材料及其制备技术也在飞速发展。去除表面锈蚀，然后涂上防氧化作用的涂料并使之复合

4、材料范围非常广，在这里我们只介绍层干燥待用。浇铸时将芯材放置在铸型内，用底注法状金属复合材料。使芯材包覆于另一种金属之中，冷却后得到内外层层状金属复合材料是将两种金属材料利用其性能不同的复合铸坯。此法的缺点是由于浇铸温度各自的性能优势进行分层组合形成的一类金属材高，芯材下部熔损大。因此，浇铸速度要准确控料。双金属复合材料能够克服两种金属各自的缺制，过快、过慢都将增加结合界面上的夹渣（见图1）[1]。点，发挥两种金属的优点。使由复合金属构成的1.2固-液连铸法零件具有适应恶劣工况特殊的性能，延长零部件的使用寿命，取得良好的综合经济效益。是将一种金属液体连续浇注到中间有另一种金层状金

5、属复合材料的生产方法有多种。按照属芯材的结晶器中，外层金属凝固后将芯材包覆形工艺属性划分可分为三类：固-固相复合法、液-成复合铸坯。芯材表面需要进行表面清理并涂上防固相复合法、液-液相复合法。本文介绍后两种。锈涂料。复合铸坯结合界面质量较差，存在气孔、夹渣等缺陷（见图2）。1.一重集团大连设计研究院有限公司高级工程师，辽宁大连11660072009年第6期（总132期）yz.js@cfhi.comCFHI一重技术设计与计算1—固定位置；2—铸型；3—熔液金属；4—芯材金属；5—横浇道；6—铸件流槽；7—浇包。图1包覆铸造法原理图1—塞杆；2—合金熔液；3—感应溶炼；4—气体喷嘴；

6、5—雾化锥；6—沉积坯；7—沉积载体。图3喷射沉积过程示意图下直接进入包覆层结晶器内，连续浇注包覆层。该方法能实现包覆层金属的反向凝固成型，可实现芯材与包覆层金属结合界面间的扩散、熔接，形成具有冶金学结合界面的高质量双金属复合材料。用此法制备的双金属复合材料芯部金属的熔点应比已覆层金属熔点高。否则可能造成芯部金属熔化过多或1—钢包；2—中间包；3—钢结晶器；4—覆层金属；完全溶化，不利于双金属结合界面的形成（见图4）。5—耐热浇口；6—钢液；7—防锈剂；8—芯带材。图2固-液连续铸造法示意图1.3液态-固相铸轧法将较低熔点的液态金属（如铝或铝合金）连续浇注在高熔点金属（如不锈钢）

7、的板带上，液态金属在半凝固状态下与固态板带同时被送入轧机进行轧制，实现高熔点的固态金属和低熔点液态金属良好的界面冶金结合。该方法的优点是能够提高结合界面强度。需要解决的关键问题是固态板面的表面氧化问题。国内大学研究此项技术，目前已开发出铝-不锈钢复合带，钢-铝合金轴瓦带，钢-铜复合1—芯材金属；2—芯材结晶器；3—测温仪；带等。4—保护环；5—包覆层金属；6—感应加热圈；7—包覆层结晶器；8—牵引辊。1.4喷射沉积法图4双结晶器连铸工艺原理图其基本原理是将金属溶解雾化后，将其喷射