[发明专利]固‑液相金属铸轧复合方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种固-液相金属铸轧复合方法及设备，更具体的是，涉及一种采用铸轧机，由固-液相金属生产复合带材的方法，以及用于该方法的开卷机组、1号牵引机、2号牵引机、切头剪、接头机、清洗机、干燥机、3号牵引机、带材长度和张力调节装置、铸轧机、(保温加热装置、热连轧)、剪切机、卷取机生产线。

背景技术

金属复合带材是通过温度和压力将两种或多种性质不同的金属结合在一起的新型材料。它可以按设计要求充分发挥每个组分的性能特长，以其高强度、耐磨、防腐等力学、物理、化学等工程性能和低成本，综合性能高等一系列优点，取代很多价格高昂的金属，广泛应用于建筑、机械、炊餐具、家具、化工、装潢、汽车、航天、航空等行业。

金属带材的复合方法有多种形式，中国专利公开日2002年1月9日，公开号为CN 1329951的发明公开了一种“液-固相异种金属轧制复合方法及设备”，对五类金属复合带材的制造方法进行了介绍：

(a)轧制法：轧制复合是应用最广泛的金属复合带材的生产方法，它可以分成热轧法和冷轧法，由于该方法是依靠金属轧制时伸长出现的新表面达到物理接触而实现结合，因此，首道压下率必须足够大(一般达到50％以上)。所以，轧制力大，所需轧机庞大，轧后依靠退火实现冶金结合，结合强度不高。近年来该类技术也有所发展，例如：连轧、异步轧制、差温轧制复合等，但设备投资大，能耗高，成本高的问题没有根本变化；

(b)粉末法：该方法是将粉末布在基材上，在保护气氛中烧结后轧制成材。该方法工序复杂，流程长，能耗高，适合于制造一些特殊复合材料，如铜铅合金-钢复合轴瓦带等；

(c)爆炸法：该方法是利用爆炸时产生的射流清洁表面，利用爆炸时产生的冲击和瞬时高温实现结合。该方法简单、经济，但仅适用于复合较厚板材，生产地点受限制，且无法实现连续生产；

(d)铸造法：该方法是将复合金属液浇注到固态基材的表面，形成冶金结合。该方法简单，可生产毛坯和部件，但是基材表面易氧化，毛坯需加工后再成型，界面残余应力大，结合强度不高，生产成本高；

(e)喷镀法：该方法是将液态合金用喷枪热喷到固态金属板上，该方法的优点是由于喷镀时高速冷却，合金成分不偏析。但由于液态金属喷镀时易氧化，因此，结合强度不高。同时设备复杂，投资大。

中国专利CN 00109241.3所公开的金属带材复合技术是一种连续铸轧方法，但该方法将已公知的固态金属板基表面处理技术作为主要特征，而没有解决铸轧复合过程中固态金属板基在辊缝中的定位问题，以及多层固态金属板基与液态金属同时复合的问题。并且，金属板基表面处理设备与铸轧机结合，设备复杂、可靠性低、投资大。

目前，复合金属的发展关键是：在实现金属之间冶金结合，满足结合强度的前提下，寻求更加简单、经济和高效的一次性多层和多种类金属复合的生产方法及设备。

发明内容

本发明的目的是克服现有金属复合带材复合强度低、成本高、层数少和产品单一的缺陷，提供一种简单、经济和高效的一次性多层和多种类固-液相金属铸轧复合方法及设备。

本发明方法涉及的内容为：将消除内应力且表面去除氧化膜和污渍的金属卷材，放置在铸轧机(13)上方的开卷机组〖含1号开卷机(1)、放料架(2)和2号开卷机(3)〗的放料架(2)上，上卷，启动1号开卷机(1)，使金属带材以1～8m/min的速度依次穿过：2号牵引机(5)-切头剪(6)-接头机(7)-清洗机(8)-干燥机(9)-3号牵引机(10)-带材长度和张力调节装置(11)，并进一步将带材经供料嘴(12)或供料嘴的导向辊〖1号导向辊(12a1)和2号导向辊(12a2)〗或同时经过它们，而穿入静止的铸轧机辊缝。

预热供料嘴(12)，使其内腔温度达到金属熔体液相线温度的40％～120％之间。张紧带材，调整辊缝至设定的复合带材的厚度值，调整供料嘴(12)的导向辊和铸轧机(13)出口处的夹持辊(14)，使带材处在满足复合带材要求的辊缝位置上。将金属熔体注入供料嘴(12)，启动铸轧机(13)，使轧辊初始线速度保持在0.6～2.0m/min的范围内，当铸轧区前沿的金属熔体逐渐由液态变成固态时，将铸轧机(13)的轧辊线速度由初始速度逐渐提升至2.5～15m/min。金属熔体在半固态和固态的情况下与金属带材共同轧制，固化附着于金属带材上，形成二种或多种金属的冶金结合，而连续生产出预定厚度的金属复合带材，切头并卷成卷材。