国外半固态金属成形应用与的研究现状及其我国的的对策.pdfVIP

国外半固态金属成形应用和研究现状及我国的对策 毛卫民赵爱民李彦军崔成林钟雪友 (北京科技大学，北京，100083) 摘要金属半圆态成形作为二十一世纪的金属加工重大新技术，越来越引起人们的广泛关注。为了推动 金属半固态成形技术在我国的应用，本文论述了半固态金属坯料制备工艺、重熔加热工艺、成形工艺、 半固态金属成形件的性能及优点、半固态金属加热和成形模拟、半固态金属成形在一些发达国家应用的 必威体育精装版进展及发展趋势，并展望了半固态金属成形在我国应用的前景，阐述了我国应该积极采取的对策： 加强研究开发及投资力度、降低生产成本、扩大应用市场、开发新型半固态合金。 关键词半固态金属．重熔加热，流变成形，触变成形，计算机模拟，机械性能 20世纪70年代初，国外学者设法使凝固中金属的：田生枝晶转变为球状初晶，利用这 种球状初晶的半固态金属成形零件毛坯，这种成形方法称为金属的半固态成形或半固态加 or of forming metals)m3。 工(：semi一．solid processing 半固态金属成形技术诞生于美国，经过约30年的研究、开发和应用，这项技术在全球 有j『．较大的发展。但Sahm对175家从事半固态金属成形研究或应用的单位进行调查，调查 结果定性描述了半固态金属成形研究和应用目前仍然主要集中在：北美、欧洲和亚洲，如图l 所示H’。以下从几半固态金属坯料生产、加热、成形、模拟等方面进行分析总结。 urope 图l半固态金属成形研究和应用的分布状况 1半固态金属坯料的生产 无论从经济角度还是从过程稳定性角度看，半固态金属及合金坯料的生产都处于非常 重要的地位，目前进入工业应用的制备工艺主要有电磁搅拌、应变激活方法。 电磁搅拌连铸不会污染金属浆料，不会卷入气体，生产效率很高，电磁参数控制又方 便灵活，这是电磁搅拌方法的主要优点。目前，美国的阿卢马克斯工程金属工艺公司 童 (Alumax)拥有一家半固态合金坯料生产厂，该生产厂利用一种水平式或垂直式电磁搅 拌方法的专有技术大量生产①50一152 rnm的铝合金连续搅拌铸锭，其年生产能力已经达 到1．6万吨，供应本公司触变成形使用；法国的Pechmey公司以专有的电磁搅拌技：杞生产 铝合金搅拌铸锭；美国的Ormet公司也以法国Pechiney公司的专利技术生产铝合金电磁 联系人：毛卫民，教授，北京科技大学铸造研究所，Tel010一 ， 12 搅拌铸锭：瑞士的Alusuisse．Lonza公司利用复合电磁搅拌(helicoidal stirring)技术生产 铝合金搅拌铸锭；奥地利的SAG公司也提供半固态铝合金锭：为了扩大半固态金属成形 的应用，正在开发8”直径的半固态合金坯料及Mg合金坯料【3矧。 MeltActivation 应变激活(Stram，reduced Process，简称S龇气)方法的工艺要点是：预 先连续铸造出晶粒细小的金属锭，再将金属锭热态挤压变形，而且变形量要大，通过变形 破碎铸态组织，随后对热变形的坯料再施加以少量的冷变形，在组织中预先储存部分变形 能量，最后按需要将变形后的金属锭分切成一定大小，加热到固液区并适当保温，即可获 得具有触变性的半固态坯料(7】。该工艺方法制备的金属坯料纯净，产量较大，但坯料的价 格昂贵，主要用于锻铝及铁基材料，阿卢马克斯工程金属工艺公司利用该法生产军用航天 器中的一种小型电器零件【3,4,7】。 经过多年的半固态材料的研究和开发，但真正投入实际应用的半固态金属坯料很有 限，只有A356、A357等几种，目前正在开发的合金有过共晶m．Si合