R、R、C法及设备铸造非晶、超微晶、微晶等金属型材

摘要

本发明提供一种R、R、C法及设备连续铸造非晶、超微晶、微晶等金属型材。本发明使用带有强力抽气系统的抽气罩工作室和温度t＝-190℃、压力p＝1.877bar的液氮作为工作冷源，抽气罩工作室位于热铸型出口处，内部除了牵引出的板材或型材之外，只包含空气，不含任何设备和装置；导向牵引机构牵引金属板材或型材离开热铸型的断面出口；液氮喷射器将液氮以液氮喷射量V、液氮喷射速度K和液氮喷射层厚度h向不同牌号和不同规格的金属板材或型材喷出，喷射液氮气化吸热，将Δm微小金属长度段包含的全部内热能快速地取走，Δm微小金属长度段快速冷却凝固，强力抽气系统将喷射液氮气化产生的氮气迅速排出抽气罩工作室。本发明可实现室温下非晶、超微晶、微晶、细晶金属板材或型材的连续铸造。

主权项

R、R、C法及设备铸造非晶、超微晶、微晶等金属型材的方法，其特征在于，使用带有强力抽气系统的抽气罩工作室(8)和温度t＝‑190℃、压力p＝1.877bar的低温工作介质液氮作为强大的工作冷源，所述抽气罩工作室(8)内除了牵引出的板材或型材之外，只包含空气，不含任何设备和装置；通过液氮喷射器(5)将不同的液氮喷射量v以不同的液氮喷射速度k和固定不变的液氮层厚度h的液氮向不同金属牌号、不同规格的金属型材或板材(7)喷出，并与牵引出的金属板材或型材在c截面处相交，要求喷射液氮在该相交处的温度和压力确保t＝‑190℃、p＝1.877bar，热铸型(4)的出口断面形状、尺寸与生产的型材或板材的断面形状、尺寸相一致；对于金属板材的铸造，在液氮喷射器喷射液氮时，通过导向牵引机构(6)以牵引速度即连续铸造速度u牵引金属板材离开宽度为B、厚度为E的热铸型(4)的矩形断面出口，在△τ时间间隔内牵引出△m微小金属长度段，喷射液氮与牵引出的金属板材的表面在C截面处相交，在上述的同一△τ时间间隔内，喷射液氮以气化吸热的方式，将△m微小金属长度段内的液态金属从开始冷却凝固温度t₁凝固、冷却到冷却终止温度t₂的温度区间内△m微小金属长度段所包含的全部内热能快速地取走；△m微小金属长度段内的液态金属将以不同的快速凝固的冷却速率V_k凝固成相应的非晶、超微晶、微晶、细晶金属组织，不断重复上述过程就能够连续铸造出不同牌号、不同规格的黑色及有色金属的非晶、超微晶、微晶、细晶金属板材；与喷射液氮气化吸热的同时，通过所述强力抽气系统将喷射液氮通过吸热气化所产生的氮气全部迅速及时地排出抽气罩工作室(8)，所述抽气罩工作室(8)设置在热铸型、液氮喷射器的出口处；C截面上的温度就是冷却终止温度t₂；并且1)确定只与金属热物性及金属组织有关的生产参数计算公式：冷却速率V_k、快速凝固、冷却时间间隔△τ、△τ时间间隔内连续铸造的△m微小金属长度段、连续铸造速度u；2)确定采用高喷射速度、极薄液膜喷射技术并与液氮热物性和只与金属板材包含的热量有关的液氮喷射参数公式：液氮喷射量V、液氮喷射层厚度h、液氮喷射速度K、液氮喷射量V气化为氮气后所占体积V_g；3)确定铸造最大厚度E_max和其他厚度E的非晶、超微晶、微晶、细晶金属型材或板材生产参数的计算程式；其中，所述的R、R、C法中第一个字母R表示室温，是room temperature第一个大写字母；第二个字母R表示快速凝固，是rapid solidification第一个大写字母；第三个字母C表示连续铸造，是continoues foundry第一个大写字母。