[实用新型]一种铝碳化硅差压电磁铸造设备

说明书

本实用新型涉及电磁铸造技术领域，具体涉及一种铝碳化硅差压电磁铸造设备，包括熔炼装置和电磁成型装置，熔炼装置包括熔炼腔、石墨坩埚和电加热机构，石墨坩埚设置在熔炼腔中，电加热机构设置在所述熔炼腔中；电磁成型装置包括设置有电磁场发生器的成型腔，当电磁场发生器启动后，成型腔内部会产生电磁场，成型腔内设置有成型模具，每个成型模具中均放置有碳化硅预制体，本实用新型结构简单，通过引入电磁场，在铝合金熔体内部产生振荡，并为铝合金熔体在碳化硅预制体中的渗进过程提供额外的驱动力，提升了铝碳化硅复合材料的致密度，避免了复合材料内部微观缺陷的产生，且使用安全性较高。

技术领域

本实用新型涉及电磁铸造技术领域，具体涉及一种铝碳化硅差压电磁铸造设备。

背景技术

铝碳化硅复合材料因具有高的强度、模量和热导率，以及低热膨胀系数等性能优势而在电子封装、航天航空、军工和汽车等领域有着广泛的应用。由于碳化硅与铝熔体间润湿性较差，铝熔体无法在碳化硅多孔预制体中自发完成渗进，因此铝碳化硅复合材料的制备目前主要依赖压力铸造完成。通过利用机械压力或压差，为铝熔体在碳化硅多孔预制体中的渗进与填充提供驱动力。

然而，该方法所需压力较大，易出现复合材料内部应力较大、熔体在碳化硅预制体中渗进不良等情况，从而在复合材料内部产生缩孔、微裂纹等微观缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铝碳化硅差压电磁铸造设备。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种铝碳化硅差压电磁铸造设备，包括熔炼装置和电磁成型装置，所述电磁成型装置位于所述熔炼装置的上方，所述熔炼装置包括熔炼腔、石墨坩埚和电加热机构，所述石墨坩埚设置在熔炼腔中，用于盛放铝合金，所述电加热机构设置在所述熔炼腔中，用于对石墨坩埚中的铝合金进行熔化并形成铝合金熔体；

所述电磁成型装置包括设置有电磁场发生器的成型腔，当电磁场发生器启动后，成型腔内部会产生电磁场，所述成型腔内设置有成型模具，每个所述成型模具中均放置有碳化硅预制体，且碳化硅预制体的表面及其内部为多孔结构；

所述成型腔位于所述熔炼腔的上方，且成型腔的内部与石墨坩埚的内部通过升液管连通，用于将石墨坩埚中的铝合金熔体输送至成型腔中，并填充至碳化硅预制体的内部和表面。

优选的，所述电加热机构包括加热电阻丝一和电加热器一，所述加热电阻丝一设置在所述熔炼腔的内部，加热电阻丝一与位于熔炼腔外部的电加热器一电性连接。

优选的，所述熔炼腔的内壁上设有保温层，所述熔炼腔的上端设有充气阀门，充气阀门用于和外部的加压设备连接，所述熔炼腔的下端设有用于排气泄压的安全阀。

优选的，所述成型腔的内壁中设有加热电阻丝二，成型腔的外部设有电加热器二，加热电阻丝二与电加热器二相连接。

优选的，还包括设置在所述成型腔与所述熔炼腔之间的保温套，所述升液管从所述保温套之间穿过。

本实用新型在使用时，将铝合金放置在石墨坩埚中，碳化硅预制体通过粉末压制成型，其内部及表面均包含具有连续通道的不规则多孔结构，碳化硅预制体放置在成型腔中的成型模具中，启动电加热器一使得加热电阻丝一对熔炼腔内部进行加热，并将铝合金熔炼成铝合金熔体，启动电加热器二使得加热电阻丝二对成型腔内部进行加热，使得成型腔内部处于高温状态，可对碳化硅预制体和成型模具进行加热和保温，提高后续的成型效率和成型质量，且可对后续充入的铝合金熔体进行保温，便于铝合金熔体更好的渗透和填充至碳化硅预制体中；

之后启动与充气阀门连接的加压设备，并启动电磁场发生器，在加压设备的工作下，将压缩气体冲入熔炼腔，使得熔炼腔内部和成型腔内部产生压力差，并将铝合金熔体通过升液管输送至成型腔中，成型腔内部产生电磁场，在压力差和电磁场的作用下，使得铝合金熔体具有额外的渗进驱动力，并在碳化硅预制体的多孔结构中实现渗进与填充，最终在凝固过程后得到铝碳化硅复合材料。