以连续及半连续铸造方式制备梯度材料的方法

摘要

本发明提出一种合金成分根据实际性能需求随工件截面连续变化的材料的制备方法。其主要技术特征是：（１）采用分离水口，把多种不同成分的金属液注入同一结晶器，凝固后成为一个整体，由引锭装置以恒速连续牵引拉出。（２）通过改变熔液成分、冷却强度、浇注温度、结晶器结构和导管插入深度等参数，控制由结晶器壁开始的顺序凝固。（３）抑制不同金属液间的对流。该方法用于钢铁材料，可以实现碳及其它合金元素的成分由外及内连续变化，改善综合性能，提高疲劳寿命。该方法也可用于制备金属与非金属复合的梯度功能材料。$#!

主权项

1、一种以连续及半连续铸造方式制备梯度材料的方法，其特征在于：将多种金属液以分离水口方式连续注入同一结晶器，顺序凝固，结成一体，由引锭装置以恒速牵引，具体步骤包括：(1)采取不同金属或非金属液的双流浇注时，两套浇注系统分内外配置，外部金属液经中间包直接进入水冷结晶器，内层金属则流经浸入式耐火材料导管也注入同一结晶器，由结晶器壁开始逐层顺序凝固，外层金属首先形成凝固薄壳，造成铸态组织中合金成分由外至内连续变化；(2)由改变金属液的成分来影响金属的凝固温度，由改变冷却强度和浇注温度来影响实际温度场，把两方面的影响因素结合起来调整液穴形貌，实现逐层顺序凝固；(3)通过改变分离水口或导管的插入深度，调节凝固组织的成分分布曲线；(4)在熔炼及炉外的冶金处理阶段，需按照现行工业规范实施除气精炼处理；(5)在整个浇铸过程中对中间包的金属液施加低压保护气体；(6)内层金属液的流量由改变内导管的节流孔径来调节，外层金属液的流量由拉锭速度所规定的总的物质流量和内层金属的流量间接控制：(7)在引铁上覆盖隔热耐火材料，帮助引锭阶段形成有利的液穴形状。