外文翻译--半固态铝合金（A356）浆料流变成形的充填性能中文版.doc

半固态铝合金（A356）浆料流变成形的充填性能 Yuelong Bail.1，2, Weimin Mao1, Son Gao1, Guoxing Tang1, and Jun Xu2 1 材料科学与工程学院. 北京科技大学, 北京100083. 2 国家有色金属材料合成工程研究中心。有色金属材料总研究所 ，北京 100088 摘要：许多流变成形方法研究了浆料温度、注浆压力和活塞速度对半固态A356合金的流变成形性能的影响。结果表明，半固态A356铝合金的浆料温度对充填性能有非常巨大的影响；浆料温度越高，充填性能越好，并且流变成形的合适浆料温度是在585-595°C范围之内。注浆压力也对充填性能有非常巨大的影响，并且当它处在15-25 MPa的范围之内时适合流变成形。活塞速度也对充填性能有非常巨大的影响，并且当活塞速度在0.07-0.12m/s范围内时适合流变成形。由电磁搅拌的低过热度浇注准备的浆料的充填性能是非常好的，并且流变成形压铸中的微结构分布是均匀的，这种情况有利于高质量压铸。 Key words: A356 铝合金；流变成形；充填性能；半固态 1 引言 自从1970s麻省理工学院的弗莱明斯发展了半固态金属成型以来，它已经了吸引了海外和国内相当大的注意力。一些专家学者已经对这些技术的理论基础和应用进行了研究。又经过30多年的发展，这些理论和应用研究已经成功应用于制造各种各样的汽车和飞机零部件[1-3]。但是，发展到现在，只有触变成形技术已经应用到商业生产，但是这种商业生产规模非常小。这主要是因为半固态浆料的准备代价和二次加热的能量消耗越来越大，并且坯、浇注系统和不合格铸件之间的循环是困难的。当与触变成形技术对比发现，半固态金属的流变成形技术有几个优点，例如过程明显变短，浇注系统和废弃铸件之间的循环变得容易，生产代价低等。因此，流变成形技术现在已经成为最重要的研究课题之一[4-9]。短时间内的电磁搅拌的低过热度浇注(LSPWES) 是一种准备半固态合金浆料的新方法[10-11]，与高功率电磁搅拌得到的半固态合金坯相比，它只需要更低的能量消耗[12-13]；并且其过程控制明显方便[14]，其浆料微结构优于液相线压铸技术得到的浆料结构。因此，LSPWES 可以作为一种新的半固态流变成形过程的关键技术[15]。在本文研究中，研究了由LSPWES方法得到的半固态A356合金浆料的充填性能，其研究结果对改进的流变成形技术的发展非常有用。 2 试验 试验中使用的原材料是商用的A356铝合金。它的成分是7.49wt%的硅、0.46wt%的镁、0.16wt%的铁和91.89wt%的铝。液体温度和固体温度分别大约是615和555℃。 在这些试验中，A356合金的浆料首先由电磁搅拌的低过热度浇注得到，然后浆料在一个感应加热器中经受长时间的热处理。长时间的热处理过程之后，浆料最后被快速传送到压铸机器的压射室而成形。 为了研究上面得到的浆料的流变成形充填性能，采用了带有1300mm×10mm×3mm螺旋形谐振器的压模。压模和其横截面示意图如图1。流变成形的试样长度可能作为评估浆料温度、注浆压力和活塞速度对充填性能的影响的标准。在这些试验中采用的浆料温度在585-595℃范围内；注浆压力在5-25 MPa范围内；活塞速度处在0.024 -0.072m/s之间。 预热压模和压射室得温度分别是120和300℃。 3 结论 3.1 浆料温度对充填性能的影响 在这里，浆料温度是指浆料被传送到压射室时的温度。试验说明浆料温度对半固态A356铝合金浆料的充填性能有非常大的影响。在不同温度下的流变成形螺旋形试样的充填长度所图2所示 ，其中活塞速度是0.072 m/s。 图2 浆料温度对半固态A356铝合金浆料的充填性能的影响 从图2可以看出，当注浆压力为10、15、 或者 20 MPa时，随着浆料温度的增高，充填长度的变化趋势是相似的，并且随着浆料温度的增高充填长度增长的趋势是明显的。即随着浆料温度的增高，半固态A356铝合金浆料的充填性能逐渐变好。这是因为随着浆料温度的增高，固相率和表观粘度降低。因此，当谐振器中的浆料流和充填长度增加时，充填阻力变小。另一方面， 由越高温度产生的浆料的凝固时间将越长，并且充填时间也会更长。因而，浆料温度越高，凝固时间越长，而充填性能越好。但是，如果浆料温度相对比较高，那么可能会造成湍流和气体运移。因此，必须采纳确保非常紧密充填的适当浆料温度。 从图2还可以看出，由电磁搅拌的低过热度浇注得到的浆料的充填性能非常好。甚至当浆料温度和重加热压模温度分别是585和120℃，充填长度仍然可以达到100mm，这说明了3mm厚10mm长的铸件具有好的充填性能。如果浆料温度继续增加到595℃，充填长度将高达180mm之多，并且在