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[发明专利]一种连续铸造多段式真空加热熔炼炉及其使用方法-CN202310033247.2在审
发明人：孙楠;廖万能;单忠德;汪俊;易程;杨浩秦;郜永福;宋魏飞 -专利权人：江苏华龙铸铁型材有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-01-10 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： F27B14/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种连续铸造多段式真空加热熔炼炉及其使用方法，包括坩埚，坩埚外壁设置有上层加热器和下层加热器，上层加热器的加热温度低于下层加热器的加热温度，坩埚在上层加热器加热位置处插入有上层热电偶，坩埚在下层加热器加热位置处插入有下层热电偶，坩埚底部设置有第一通孔，第一通孔内设置有输液管。本发明通过坩埚外采用可同步独立调整温度的上层加热器和下层加热器，上层加热器加热温度到金属的固液两相区之间，保证金属处于熔化状态，下层加热器加热温度远高于金属的熔点（高于金属液相线200~500℃），极大的提高了坩埚底部金属熔体的流动性，在连续铸造过程中熔体能从坩埚内部顺利充型，从而制备薄壁复杂的零件。
一种连续铸造段式真空加热熔炼炉及其使用方法

[发明专利]基于冷冻砂型节能铸造的金属组织均匀细化方法及装置-CN202311042654.6在审
发明人： 廖万能;单忠德;董曦曦;强惠;杨浩秦 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-08-18 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： B22D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了基于冷冻砂型节能铸造的金属组织均匀细化方法及装置，方法包括以下步骤，将配比好的金属在熔炼保温炉中制成均匀的金属液，再将其转移至坩埚中使用电磁线圈对其进行电磁搅拌，制成固液混合浆料，将固液混合浆料从坩埚中流出至冷冻砂型中，获得铸件。本发明通过预先制备固液混合浆料，形成具有20%‑50%细小固相晶粒的低温熔体，然后直接进行冷冻砂型浇铸，可以极大地提高熔体的铸造形核速率，实现晶粒双重细化，在组织上消除了柱状晶和粗大的树枝晶，避免了传统高温熔体表面形核较快，芯部形核较慢的问题，从而实现铸件的均匀、快速地形核、凝固。
基于冷冻砂型节能铸造金属组织均匀细化方法装置

[发明专利]一种冷冻砂型增材制造矩阵分级制冷装置及其方法-CN202310623418.7在审
发明人：杨浩秦;单忠德;房鑫亮;张学良;罗磊;梁校;董曦曦;廖万能 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B22C19/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种冷冻砂型增材制造矩阵分级制冷装置，包括支撑板、升降导柱、电动缸、集成式梯度制冷装置、铺砂装置、辊轮、打印喷头、机架、真空泵、导轨、成型平台和电机。该装置及方法以水为粘结剂，通过可视化、阵列式的调温界面，在打印前设置宽幅面分区域制冷策略，由上位机控制系统内集成的冷却装置，对水基粘接剂喷射区域进行精确及梯度制冷，实现砂型冷冻打印过程中各区域位置的精确控制与调节，提高砂型成形精度与力学性能，同时实现不同砂型区域具有差异化的热物性参数，对铸件精确凝固过程进行主动调控。通过辊轮压实与负压吸附一体化设计，能够增加型砂铺设时表面的平整度及内部的紧实度，提升铸型强度，实现高质量制造。
一种冷冻砂型制造矩阵分级制冷装置及其方法

[发明专利]窄固液两相区合金的半固态触变压铸成形方法-CN202310238571.8在审
发明人： 廖万能;庄明;单忠德;王玲;汪俊;庄晓伟;张晨星;孙伟;杨浩秦 -专利权人：江苏龙城精锻集团有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-03-14 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B22D17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种窄固液两相区合金的半固态触变压铸成形方法，包括以下步骤，步骤一：将窄固液两相区合金加入加热设备中加热至过热温度，待完全熔化后静置冷却一定时间，得到具有铸态组织的合金坯料；步骤二：将合金坯料加入挤压设备中完成冷挤压，得到包含高密度位错和晶格畸变组织的合金坯料；步骤三：将合金坯料进行第一次加热，加热温度设定在合金的再结晶温度和固相线温度之间，并进行等温热处理，获得细小均匀的再结晶晶粒；步骤四：将合金坯料进行第二次加热，温度设定在该窄固液两相区合金的固相线以上，并进行等温热处理获得半固态坯料；步骤五：将半固态坯料进行压铸成形。本发明具有成形出物理性能优异铸件的优点。
窄固液两相合金固态压铸成形方法

[发明专利]Al-Si-Cu-Mg-Sr合金材料、涡旋盘、涡旋压缩机及制备方法-CN202310257437.2在审
发明人： 廖万能;庄明;单忠德;王玲;汪俊;庄晓伟;张晨星;孙伟;汤敏俊;章建军;郑俊涛 -专利权人：江苏龙城精锻集团有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-03-17 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C22C21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种Al‑Si‑Cu‑Mg‑Sr合金材料、涡旋盘、涡旋压缩机及制备方法，该合金材料中合金元素及重量百分比是：Si为9.0%‑11.0%，Cu为1.0%‑2.0%，Mg为0.8%‑1.3%，Ni为0.5%‑1.3%，Fe≤1.0%，Cr≤0.10%，Zn≤0.25%，Sr为0.02%‑0.04%，其余为Al和不可避免杂质；该合金材料中具有纳米尺寸的Al2Cu和Mg2Si复合纳米强化相、以及亚微米级点状共晶硅。本发明通过对合金元素的合理配比、结合本发明优异的制备方法制备的涡旋盘的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度都有了极大提升，具有较高的物理性能和表面质量，能够完全满足使用要求。
al si cu mg sr 合金材料涡旋压缩机制备方法

[发明专利]一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法-CN202310177255.4在审
发明人： 廖万能;孙楠;单忠德;汪俊;易程;杨浩秦;郜永福;强惠 -专利权人：江苏华龙精密智造股份有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： B22D11/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种Fe‑Ni‑Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法，包括铸型支撑架，铸型支撑架上设置有保温炉，保温炉上对应合金熔体进口的外侧设置有感应加热保温机构，保温炉上设置有氮化硼铸型机构，氮化硼铸型机构的上端设置有石墨冷却机构，石墨冷却机构的外侧设置有水冷铜套，保温炉内的Fe‑Ni‑Cr高温合金熔体通过氮化硼铸型机构连铸加工成Fe‑Ni‑Cr高温合金管材，本发明采用定向凝固，无需芯材，装置简单且无焊缝，晶界较少，具有很高的耐腐蚀性能，极大的降低了管材连铸过程中存在的管材断裂、充型不足、管材成形不稳定和芯材断裂等风险，对连续铸造管材产品的效率提升和质量改进，具有非常重要的意义。
一种 fe ni cr 高温合金管材铸型装置及其方法

[发明专利]基于温度补偿的大型复杂结构件压铸方法-CN202310251826.4在审
发明人： 廖万能;庄明;单忠德;王玲;汪俊;庄晓伟;胡央央;孙伟;杨浩秦 -专利权人：江苏龙城精锻集团有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-03-16 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： B22D17/32 文献下载
摘要：本发明涉及压铸方法技术领域，尤其涉及一种基于温度补偿的大型复杂结构件压铸方法，包括以下步骤：S1，将制备好的液态合金浆料或半固态合金浆料压入压铸机压室内；S2，通过在模具的充型近端到充型远端间隔布置的多个加热元件对模具进行加热，根据合金浆料的压铸温度要求，设定各加热元件的加热温度，使高温熔体在充型到达远端时的温度和在充型近端的温度差≤10℃；S3，在依次进行压铸充型、增压和保压时，控制加热元件和冷却元件来调节模具不同区域的冷却温度，从而实现铸件整体均匀凝固。本发明通过使模具形成由充型近端至模具充型远端逐步升温的梯度温度，在压铸充型过程中很好的弥补了充型阻力大而造成预结晶、冷隔以及薄壁件不能均匀凝固等缺陷。
基于温度补偿大型复杂结构件压铸方法

[发明专利]一种冷却铸型装置及其连铸方法-CN202211676569.0在审
发明人：孙楠;廖万能;单忠德;汪俊;易程;杨浩秦;郜永福 -专利权人：江苏华龙铸铁型材有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B22C9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷却铸型装置及其连铸方法，包括结晶器组件和铸型模具组件，铸型模具组件设置在结晶器组件的内部，且铸型模具组件和结晶器组件锥面配合安装，铸型模具组件包括铸型芯棒、第一固定铜套、第二固定铜套以及若干个铸型内衬，若干个铸型内衬呈圆形阵列周向分布，铸型芯棒置于若干个铸型内衬之间形成的腔体内，若干个铸型内衬的上下端分别通过第一固定铜套和第二固定铜套固定，本发明通过在周向设置具有不同热传导系数的材料所构成的多材质冷却铸型，减弱水平连铸过程中由于铸坯自身重力作用导致的下方换热系数强，上方换热系数弱问题，使水平连铸过程中冷却更加均匀，从而可以获得组织、成分以及性能更加均匀的铸坯，提高铸坯质量。
一种冷却铸型装置及其方法

[发明专利]一种加强补液的金属管材连铸装置及其使用方法-CN202310054597.7在审
发明人： 廖万能;孙楠;单忠德;汪俊;易程;杨浩秦;郜永福;张晨星 -专利权人：江苏华龙铸铁型材有限公司;南京航空航天大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B22D11/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种加强补液的金属管材连铸装置及其使用方法，包括熔炼机构、保温机构、支撑机构和连铸补液成形机构；熔炼机构用于熔炼金属熔体，并将熔炼的金属熔体经过保温机构传送至连铸补液成形机构；连铸补液成形机构用于对金属熔体进行管材连铸加工，在管材连铸加工过程中对管材加强补液操作，以获得连铸加工成型的管材，本发明中芯轴上设置有中心导流孔以及呈螺旋对称分布的圆周补液孔，在金属管材成形过程中，通过芯轴上的中心导流孔进行精确补液，并通过圆周补液孔确保金属液体流动时的均匀性，加强对金属管材成形时的补液能力，在管材拉坯过程中随时对金属管材的内部和圆周进行补液，防止金属管材在成形过程中拉裂、拉断。
一种加强补液金属管材装置及其使用方法

[发明专利]一种高性能超细晶铜合金带材短流程制备加工方法-CN202310022090.3在审
发明人： 廖万能;单忠德;张晨星;杨浩秦 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-01-07 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C21D8/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种高性能超细晶铜合金带材的制备加工方法，属于金属材料制备加工技术领域。本发明采用“连续定向凝固‑大变形量深冷轧制‑纤维状组织‑短时时效再结晶‑超细晶组织‑高性能铜合金”的工艺来制备高性能铜合金带材，该加工工艺取消了退火和固溶处理等工序，通过连续定向凝固和深冷轧制来获得在长度方向取向较高的纤维状组织，而后进行短时时效再结晶，进一步细化晶粒，获得超细晶组织。该工艺流程的优点在于，生产流程短，易于实施，且通过所述工序可以获得晶粒尺寸在200‑500nm的铜合金带材，该铜合金带材具有优异的力学性能和机械性能，特别是抗拉强度和导电率。
一种性能超细晶铜合金带材短流程制备加工方法

[发明专利]一种异质结构金属材料的连续制备装置及方法-CN202211116551.5在审
发明人： 廖万能;单忠德;孙楠;郜永福;杨浩秦;戴宇峰;黄志强;孙国忠 -专利权人：南京航空航天大学;江苏华龙铸铁型材有限公司
申请日： 2022-09-14 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： B22D11/14 文献下载
摘要：本发明的一种异质结构金属材料的连续制备装置及方法，在坩埚内对金属进行熔化，熔化后的金属熔液从坩埚中流入控温铸型内，控温铸型在加热器的作用下被加热至固相线温度以上，铸型内部插入气冷管，气冷管内部插入导气管，气体经导气管的进气口进入到气冷管内，在气冷管的冷却作用下使得熔体快速冷却形核，并通过旋转方式促使形核核心大量游离到金属熔体中。同时，在铸型的出口端进行强制冷却，使得凝固金属与未完全凝固金属熔体间建立起沿拉坯方向的温度梯度，热量主要沿轴向向强制冷却区传输，合金熔体在铸型内部实现定向凝固，合金熔体有沿连铸方向定向生长形成柱状晶的趋势，且沿着拉坯方向在冷却器下方安装牵引机构，对金属铸坯进行连续拉制。
一种结构金属材料连续制备装置方法

[发明专利]一种高温合金管材的连续铸造设备-CN202211115939.3在审
发明人： 廖万能;单忠德;强惠;杨浩秦 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-09-14 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： B22D11/14 文献下载
摘要：本发明属于金属材料制备技术领域，公开一种高温合金管材的连续铸造设备。该装置包括支撑底座、坩埚、感应加热装置、芯材、石墨发热保温装置，石墨冷却套、拉拔装置、二次水冷装置、铸型和热电偶测温装置。该装置基于下引式高温合金连铸技术，采用耐高温合金熔体侵蚀且热导率低的氮化硼陶瓷材料加工而成的芯材和石墨加热冷却装置，实现对高温合金管材的直接连续制造。该装置开发出可防止连铸前高温合金引锭杆头易熔断，高温合金熔体和石墨铸型反应或表面氧化的设备结构，以解决高温合金连铸的稳定性低和表面质量差等问题，对于加快高温合金管材的研制开发和应用推广具有非常重要的意义。
一种高温合金管材连续铸造设备

[发明专利]一种高温合金管材的短流程制备加工方法-CN202211119601.5在审
发明人： 廖万能;单忠德;孙楠;郜永福;强惠;杨浩秦;黄志强;孙国忠 -专利权人：南京航空航天大学;江苏华龙铸铁型材有限公司
申请日： 2022-09-14 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： B21B1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温合金管材的短流程制备加工方法；采用连续铸造技术，在铸型内部加装耐高温芯材，对铸型结构和耐高温芯材结构进行控温，通过冷却器对铸型下部进行冷却，保证高温合金熔体凝固的固液界面被控制在铸型入口以下和芯材底部以上，保证熔体在铸型内部凝固成管，保证熔体沿着连铸方向具有高温度梯度，使得晶粒结构沿着连铸方向生长，直接连续铸造较长柱状晶组织高温合金管材，同时利用柱状晶的易变形性，便于进行后续的管材轧制成形及热处理，本方明制备方法简单，工作效率高、无污染且成材率高，凝固过程中形成柱状晶组织结构，轧制单道次变形量大，为下一步冷轧高温合金管材创造良好的条件。
一种高温合金管材流程制备加工方法

[发明专利]行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法及装置-CN202210180815.7有效
发明人：罗磊;单忠德;汪俊;郑菁桦;杨浩秦;孙正;范丛泽;廖万能 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G05D23/19 文献下载
摘要：行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法及装置，涉及行波磁场定向凝固过程中糊状区自动调控方法及装置。本发明为了解决现有宽凝固区间合金行波磁场定向凝固过程中存在不能对凝固过程、组织和性能进行稳定控制的问题。本发明针对不同宽凝固区间合金材料利用合金相图计算出计算出合金的液相线温度TL和固相线温度TS，并得出糊状区温度区间；根据恒定冷却速度和初始抽拉速度并确定温度梯度，进而确定糊状区温度区间的总长度并将其均分，对均分区域进行检测，根据均分区域的温度和基于TL、TS的关系，利用行波磁场进行定向凝固。主要用于合金凝固过程中的糊状区自动调控。
行波磁场定向凝固区间合金糊状实时自动调控方法装置

[发明专利]一种复杂金属产品的负压式冷冻砂型铸造装置及方法-CN202210428660.4在审
发明人：单忠德;廖万能;任洪稳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-22 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： B22D18/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种复杂金属产品的负压式冷冻砂型铸造装置及方法，属于金属铸造领域。本发明通过在冷冻砂型冒口区域添加负压抽气装置，然后通过计算机控制系统控制气体流速，通过导流管使冷冻砂型型腔内部处于一个负压环境，在浇注前打开负压抽气装置，随后注入金属液，边浇注边抽气，直至浇注结束。当熔融金属注入冷冻砂型时，低温环境下金属熔体流速变慢导致充型困难，并且高温熔体与冷冻砂型接触时易产生水汽。负压抽气时使得熔体流速加快，使得水蒸汽等气体易随抽气装置排出，解决了铸件夹杂、气孔等问题，突破了利用冷冻砂型制备复杂构件的局限，由于冷冻砂型铸造存在较大的过冷度，使得铸件晶粒细化更明显，性能更加优异。
一种复杂金属产品负压式冷冻砂型铸造装置方法

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