复合铸造 现代机械设备的设计和制造技术的发展，不断对铸件的性能和质量提出更高的要求。如：要求同一铸件兼有几种不同的使 用性能。要生产这类铸件，仅仅靠控制单一材料的成分和组织，一般是难以实现的，需要采用某些特殊的复合制造方法，如机械，连接复合、镶套复合、铸造复合等方法。 1. 概述 复合铸造是指将两种或两种以上具有不同性能的金属材料铸造成为一个完整的铸件，使铸件的不同部位具有不同的性能，以满足使用的要求。通常是一种合金具有较高的力学性能，而另一种或几种合金则具有抗磨、耐蚀、耐热等特殊 使用性能。 复合铸造铸件的质量除取决于铸造合金本身的性能外，更主要取决于两种合金材料界面结合的质量。 在双金属复合铸造过程中，两种金属中的主要元素在一定温度场内可以相互扩散、相互熔融形成一层成分与组织介于两种金属之间的过渡合金层，一般厚度为40～60微米。控制各工艺因素以获得理想的过渡层的成分、组织、性能和厚度，是制造优质复合铸造铸件的技术关键。 水平磁场(LMF)制动复合连铸法 水平磁场安装在结晶器的下部，两种不同化学成分的金属液分别通过长型和短型的浸入式浇口同时注入结晶器的上部和下部。 水平磁场的制动力对垂直穿过水平磁场的钢液流产生作用，从而阻止两种金属液的混合。根据磁流体动力学的原理，在结晶器中形成以水平磁场为界的上下两部。 冷却仍然采用水冷铜结晶器和出结晶器后喷水冷却两种方式。位于结晶器上部的熔融钢液凝固形成复合钢坯的外层，位于结晶器下部的钢液凝固成复合钢坯的芯部。 包覆层连续铸造法（CPC） 轧钢技术的发展要求轧辊具有更高的强韧性和耐磨性，因此近年来欧美和日本不断采用新的轧辊制造工艺，如CPC、Osprey、HIP、CBC、ESR、CIC等方法，使生产的复合轧辊的强韧性和耐磨性显著提高。 其中，包覆层连续铸造法(CPC法：Conti-nuous Pouring Process for Cladding)工艺简单，复合性能好，生产成本低。 包覆层连续铸造法（CPC） 轧辊辊芯材料1垂直地放于水冷紫铜的结晶器8中，为了减小刚进入结晶器金属的冷却强度，防止出现裂纹，在结晶器的上部设置和结晶器同轴心的石墨隔离环7。将金属液4浇注到配置在结晶器和隔离环上方的耐火材料浇口杯6和辊芯材料之间，使外层金属液和辊芯熔合，并顺序向上凝固，将凝固部分连续向下拉拔，实现连续铸造复合辊外层9。 CPC法生产高速钢复合轧辊的实例 辊芯为42CrMo锻钢(?300mm)，辊芯的预热温度900℃，外层高速钢液的金属温度控制为1300 ℃，复合轧辊的尺寸为? 450mm x 700mm，复合后经过1000℃淬火及500-550℃回火，轧辊表面硬度HS为85，用于热轧板具有耐 磨、轧材表面质量好等优点。 日本新日铁的CPC法设备可以制造热带连轧机精轧辊，轧辊最大直径为? 850mm，辊身最大长度3000mm，辊身外层最大厚度100mm，轧辊全长5700mm，轧辊最大单重 15t。 反向凝固连铸复合法 母带6从下向上以一定速度穿过熔池5，熔池内装有一定量和温度的包覆层金属液4，包覆层金属液附在母带表面凝固，凝固的厚度逐步增加，直至完全通过包覆层金属液；然后通过一对轧辊2对母带及附在母带表面凝固层3进行轧制，达到平整表面、控制复合带材厚度的目的，最终获得所需的复 合带材产品。 反向凝固工艺中，凝固方向为从里向外(即从母带表面开始凝固)，有别于一般连铸的从外向里的凝固工 艺，因此称为反向凝固工艺。 复合线材铸拉法 复合线材铸拉法是传统的热浸镀、连续铸造和拉伸变形三项工艺的结合。它主要包括钢丝表面处理、钢丝预热、铸 拉和后处理四个工艺环节。 将预先处理好的钢丝1由上向下穿过保温炉2、结晶器4和拉拔模6，然后浇注铝液3，拉拔钢丝带动复合导线经过拉拔模6，获得表面光滑的复合 导线。 双流连铸梯度复合法 要使材料内部与外部具有不同的性能，而且不存在成分、组织与性能突变的界面，最经济的办法无疑是在铸造条件下直接使合金成分随铸件截面按要求分布。 20世纪90年代初，有人提出了一种以多流浇注连续铸造方式大规模生产合金成分随铸件截面连续梯度变化的结构材料的设想。 双流连铸梯度复合法 在传统的连续铸造基础上增加一个内浇包2及其内导管4。内浇包2及
