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[发明专利]金属凝固试样高通量的制备装置和制备方法-CN201610285662.7有效
发明人：张云虎;张亚博;宋长江;徐智帅;仲红刚;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-04 - 公布日： 2018-10-23 - 主分类号： B22D37/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属凝固试样高通量的制备装置和制备方法，该装置包括其包括坩埚、电阻炉、塞棒、测温元件、窄缝状喷嘴、阵列冷却台、移动系统、微机控制系统，坩埚、塞棒和测温元件都位于电阻炉中，对金属试样进行控温熔炼；坩埚底部和窄缝状喷嘴连接，使熔化的金属从窄缝状喷嘴中流出薄层流体；阵列冷却台位于窄缝状喷嘴的正下方，阵列冷却台和位于其底部的移动系统相连，微机控制系统控制电阻炉、塞棒、测温元件和移动系统。本发明可用于快速筛选最优工艺参数和凝固组织，利于材料基因库的快速建立。
金属凝固试样通量制备装置方法

[发明专利]凝固样品高通量制备方法-CN201610288337.6有效
发明人：仲红刚;危志强;程杰;刘宇翔;徐智帅;宋长江;张云虎;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-05 - 公布日： 2018-08-17 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种凝固样品高通量制备方法，包括以下步骤：将独立控温腔室固定在样品台上，将坩埚放置在腔室内预先设计好的位置，矩阵式排列，然后将设计好的合金原料放入各组腔室的坩埚中；各腔室同时同功率升温至金属料熔化，保温至热电偶或红外测温仪温度相同，在样品底部放置感应线圈，在感应线圈的作用下，熔体对流加剧使样品成分均匀；各控温腔室按设定的降温速率降温直至室温，同时热电偶或红外测温仪采集降温温度变化信息；将样品从坩埚内取出，标记好位置放入基座的基座槽内；将基座连同样品进行镶嵌、磨抛、腐蚀，观察其宏微观组织，筛选出最优的合金成分。本发明可用于快速筛选最优样品成分、凝固组织及工艺参数。
凝固样品通量制备方法

[发明专利]热处理样品高通量制备方法-CN201610285401.5有效
发明人：仲红刚;全文;徐智帅;张云虎;程杰;宋长江;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-04 - 公布日： 2018-08-07 - 主分类号： C21D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种热处理样品高通量制备方法，包括以下步骤：步骤一：同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上；步骤二：设置样品台的每行样品的目标热处理温度，保温时间相同；步骤三：开通电源，加热到目标温度，保温一定时间；步骤四：设置每列样品的气流冷却系统的气流量；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用显微硬度计或金相显微镜等设备进行样品检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。本发明可用于快速筛选最优样品及其热处理工艺参数。
热处理样品通量制备方法

[发明专利]利用离心浇注高通量制备宽冷速范围样品的设备及方法-CN201610284444.1有效
发明人：宋长江;何维;仲红刚;徐智帅;张云虎;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-04 - 公布日： 2018-04-06 - 主分类号： B22D13/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用离心浇注高通量制备宽冷速范围样品的设备及方法，该设备包括熔体、挡板、不锈钢模、平台、导流器、铜模、陶瓷模、预热陶瓷模、氩气阀、分子泵阀、机械泵阀、空气阀、不锈钢腔体，熔体位于挡板上，不锈钢模、铜模、陶瓷模、预热陶瓷模都与导流器相连，平台固定在铜模下方与不锈钢模下方，氩气阀、分子泵阀、机械泵阀、空气阀都位于不锈钢腔体的侧面，不锈钢模、铜模、陶瓷模、预热陶瓷模、导流器、平台都位于一个不锈钢腔体内。本发明能够大幅度地减少实验次数和时间，实现快速优化或者筛选凝固工艺参数，极大地提高了实验和研究的效率。
利用离心浇注通量制备宽冷速范围样品设备方法

[发明专利]电流高通量制备金属凝固和热处理试样的装置和方法-CN201610284043.6有效
发明人： 翟启杰;张云虎;孙杰;仲红刚;徐智帅;宋长江;龚永勇;李仁兴;李莉娟 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-04 - 公布日： 2018-03-02 - 主分类号： C22F3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种电流高通量制备金属凝固和热处理试样的装置和方法，该装置包括电源、电极、电阻炉、坩埚、测温元件，坩埚和测温元件位于电阻炉中，用于对金属试样进行控温加热和冷却，电极位于坩埚的上方。本发明可用于快速筛选最优电流施加工艺参数，省去了浇注步骤，省去了多次实验过程中操作不确定性因素，也避免了实验过程中参数的波动不稳定而带来的温度误差；本发明所提供的装置采用统一集中测温，统一外场电流参数处理减少了实验参数的波动，能更准确地测得电流处理金属熔体下温度的研究。
电流通量制备金属凝固热处理试样装置方法

[发明专利]一种模拟连铸坯二冷区凝固组织的方法-CN201610163552.3有效
发明人：危志强;朱玉员;梁星;程杰;刘震;全文;仲红刚;徐智帅;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-03-19 - 公布日： 2018-01-02 - 主分类号： B22D11/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种模拟连铸坯二冷区凝固组织的方法。该方法的特征在于模拟连铸坯凝固组织的钢样插在氧化铝刚玉管中，钢样的中部在高频感应线圈加热下熔化，钢样长度为所模拟的连铸坯的厚度；通过热电偶实时测温和改变高频感应线圈功率来调节钢样芯部温度与实际连铸坯一致；通过热电偶实时测温与改变钢样两端的喷嘴的冷却水流量来调节钢样端部温度与实际连铸坯表面一致，从而模拟连铸坯二冷区的凝固组织生长过程。本发明所提供的方法，利用小尺寸钢样再现连铸坯二冷区的凝固过程，可以研究二冷区冷却制度对铸坯凝固组织的影响。钢样形状可以为长方体或圆柱体，长度为所模拟连铸坯的厚度，截面面积范围包括但不限于2 cm2‑100cm2。
一种模拟连铸坯二冷区凝固组织方法

[发明专利]封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备装置及方法-CN201610287138.3有效
发明人：贾延东;王刚;易军;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-04 - 公布日： 2018-01-02 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备装置及方法，其包括高温上模，用于保持整个模具内部温度平衡和对高硅铝合金雾化粉末提供一定的热源；外模摸具，用于放置制备的梯度高硅铝合金的雾化粉末中的两种或者三种，按照低成分合金粉在外模模具底端，高成分合金粉末在外模模具顶端的顺序依次加入；感应线圈，作为可移动式感应加热元件，为整个制备过程提供热量；梯度工件，用于制备梯度材料；冷却水循环装置，当制备过程中的温度超过设定温度时，通过冷却水循环装置将多余的热量导出；低温下模，与高温上模的温度形成对比，产生温度梯度；热电偶，用于测试温度控制感应加热时间，从而形成温度梯度。本发明制备的合金致密度更高，组织更加细化，合金具有优异的综合性能。
封装用高硅铝合金结构梯度材料通量制备装置方法

[发明专利]测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置-CN201410147684.8有效
发明人：梁柱元;梁冬;孙杰;徐智帅;仲红刚;龚永勇;李仁兴;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2014-04-14 - 公布日： 2017-12-22 - 主分类号： B22D46/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，包括熔铸系统、脉冲电流液面扰动施加系统和温度测试分析系统等；熔铸系统由弹簧形感应线圈和中频交变电源构成，中频交变电源经开关装置控制弹簧形感应线圈产生交变磁场，使铸型内的金属块感生出涡流而熔化；脉冲电流液面扰动施加系统由平行电极和脉冲电源构成，脉冲电源通过开关器件控制平行电极，对熔体施加脉冲电流液面扰动处理，平行电极和热电偶插入熔体中并固定，通过温度采集记录系统连续记录金属熔体的温度信息。相比传统测温方法，本发明省去了浇注过程，能更加稳定、准确地测得熔体温度曲线，为脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺提供可靠的温度数据。
测量脉冲电流液面扰动凝固工艺体温装置

[发明专利]模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的方法和熔铸实验装置-CN201510164008.6有效
发明人：仲红刚;陈峥;赵静;俞基浩;李仁兴;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2015-04-09 - 公布日： 2017-11-10 - 主分类号： B22D27/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的方法和熔铸实验装置，针对大铸锭的凝固过程，模拟研究了不同温度梯度、不同冷却速度和不同钢液流速等条件对凝固组织生长的影响，同时在金属熔体凝固过程中导入外场，研究外场对凝固组织生长的影响。本发明模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的过程，模拟的结果与大铸锭凝固过程直接关联，对确定大铸锭的铸造工艺、调整相关设备参数和改善凝固组织缺陷具有重要意义。
模拟铸锭条件下凝固组织生长方法熔铸实验装置

[发明专利]挤压法同步测量金属润湿角及DSC曲线的装置-CN201410212036.6有效
发明人：梁冬;梁柱元;孙杰;仲红刚;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2014-05-19 - 公布日： 2017-07-21 - 主分类号： G01N13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种挤压法同步测量金属润湿角及DSC曲线的装置，属金属凝固技术领域。本发明所述装置主要包括水平加热炉体系统、拍照观察系统、真空及充气系统、DSC系统、数据采集记录系统和挤压滴落系统。本装置不但集合了DSC设备和润湿角测量仪的功能，且挤压滴落系统穿过炉体上的孔洞并和炉体密封，保持垂直且底端正对着DSC样品传感器托盘。实验过程中，金属在刚玉管中熔化，然后被挤压滴落到置于DSC样品传感器托盘上的基底上，滴落过程中有效过滤掉了金属表面的氧化膜，从而更准确地测得其相变点和润湿角的数据。
挤压同步测量金属润湿 dsc 曲线装置

[发明专利]一种基于熔融沉积的高效高力学性能3D打印装置及方法-CN201610845266.5在审
发明人：张云虎;叶春洋;徐智帅;宋长江;郑红星;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-09-24 - 公布日： 2017-02-01 - 主分类号： B29C67/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于熔融沉积的高效高力学性能金属3D打印装置及方法。本发明通过在工作腔室内放置环形塞，通过控制环形塞的移动来使喷嘴上端的液面高度保持恒定，从而使金属熔体从喷嘴中连续且以恒定速度流出，然后通过安装在喷嘴上的三维移动装置来实现3D打印。在打印的过程中，通过在喷嘴附近放置轧辊，在轧制力的作用下使金属线和已凝固的基体精密结合，进而保证和提高金属零件的力学性能。本发明相较于现有的激光金属3D打印效率高、成本低，适用于大规模工业化生产。
一种基于熔融沉积高效力学性能打印装置方法

[发明专利]脉冲磁致振荡和细化剂复合细化金属凝固组织的方法-CN201410444467.5有效
发明人： 翟启杰;梁冬;梁柱元;孙杰;梁星;王翔;仲红刚 -专利权人：上海大学
申请日： 2014-09-03 - 公布日： 2017-01-18 - 主分类号： B22D27/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种脉冲磁致振荡和细化剂复合细化金属凝固组织的方法，在熔化状态的金属中添加相应的细化剂，并在凝固过程中施加脉冲磁致振荡直至其完全凝固；具体步骤如下(1)将铸型中的金属加热至熔化；(2)将相应的细化剂加入到金属熔体中，充分搅拌；(3)通过螺线管形线圈对熔体施加脉冲磁致振荡处理，直至熔体完全凝固，获得细化的金属凝固组织。本发明结合了外场处理和添加细化剂两种方法，能更显著地细化金属的凝固组织，且具有工艺简单、操作方便和成本低廉的优点。
脉冲振荡细化复合金属凝固组织方法

[发明专利]低密度、高强、高比模量钢铁材料及其制备方法-CN201610278257.2在审
发明人：宋长江;段练;何维;张云虎;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-03 - 公布日： 2016-08-10 - 主分类号： C22C38/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种低密度、高强、高比模量钢铁材料及其制备方法，添加了7～15wt.%Al降低钢铁材料的密度，配制成分包含10.0～30.0 wt.%Mn、0.6～1.6 wt.%Ｃ、余量为铁的合金材料，通过控制凝固过程及后续时效热处理，固态下大量析出纳米碳化物，获得低密度、高强、高比模量的轻质钢钢材。其密度为5.8～7.22g/cm³，强度为600～1400MPa，延伸率为20～100%，经过200～800℃时效处理，沉淀析出5～50%体积分数的纳米尺寸碳化物，使其弹性模量升高至180～280GPa。本发明方法工艺流程简单，降低能耗，节约资源，减少污染并提高生产效率，制备的钢材性能优于传统工艺。
密度高强钢铁材料及其制备方法

[发明专利]材料的电沉积高通量制备设备与方法-CN201610374329.3在审
发明人：易军;王刚;贾延东;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-05-31 - 公布日： 2016-08-10 - 主分类号： C25D17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种材料的电沉积高通量制备设备与方法，该设备包括多通道电源等，掩模阴极板用一根导线连接到多通道电源上，第一纯金属阳极、第二纯金属阳极分别用一根导线连接到程控开关上，多通道电源与程控开关连接，程控开关用于控制正极的开关状态，掩模阴极板的作用是把电沉积材料做成想要的形状以满足应用或表征的需求；电解池设有电解液，掩模阴极板全部浸泡在电解液中，第一纯金属阳极、第二纯金属阳极都部分浸泡在电解液中，电解液用速度可控的磁力棒进行搅拌，磁力棒安装在磁力搅拌器上。本发明单次实验能将整个体系的几乎所有成分做出来，既能用于制备用于实验研究的微纳样品，也能用于大规模工业生产。
材料沉积通量制备设备方法

[实用新型]一种组合式金属熔体扰动装置-CN201620220572.5有效
发明人：徐智帅;俞基浩;赵静;龚永勇;李仁兴;翟启杰 -专利权人：上海大学
申请日： 2016-03-19 - 公布日： 2016-08-10 - 主分类号： B22D27/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及金属凝固细化技术领域，为一种组合式金属熔体扰动装置。该装置由脉冲电源（1）、导体（4）、组合式振荡线圈（5）、冷却通道（6）、升降系统组成；脉冲电源（1）通过导体（4）与组合式振荡线圈（5）连接，组合式振荡线圈（5）中液面上方部分与刚性直杆（8）相连，升降机（7）固定在脉冲电源（1）顶上的转盘上（9），刚性直杆（8）的一端固定在升降机上，组合式振荡线圈（5）固定在刚性直杆（8）的另一端，组合式振荡线圈（5）中有冷却通道（6）。脉冲电源产生的脉冲电流通过导体流入组合式振荡线圈，激发脉冲磁致振荡作用于金属熔体液面和冒口附近熔体。本实用新型操作简单，移动灵活，安全可靠，成本低，适合于大规模工业生产。
一种组合式金属扰动装置