1铝、镁合金流变浆料制备技术-有色金属科学与工程.doc

铝、镁合金流变压铸成形技术及应用 康永林，张帆，周冰，张军 （北京科技大学材料学院，新金属材料国家重点实验室，北京，100083） 摘要：流变压铸成形技术在提高铸件力学性能、减少内部缺陷方面具有明显的优势，是一种先进的材料成形工艺。本文重点介绍了课题组近年来开发的铝、镁合金半固态浆料制备装置和技术，以及TBR、FCR流变压铸成形技术在应用方面的研究进展与取得的成果。最后采用模拟仿真技术，对比了流变浆料和液态金属的压铸充型行为，结果表明：流变压铸充型平稳，可以有效减少铸件的缩孔疏松缺陷。 关键词：铝、镁合金；半固态技术；流变压铸；应用 中图分类号：TG146.2；TG249 Rheo-diecasting technology and application of aluminum and magnesium alloy KANG Yong-lin, ZHANG Fan, ZHOU Bing, ZHANG Jun （School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China） Abstract：Rheo-diecasting technology had obvious advantages in improving the mechanical properties and reducing internal defects of castings, which was an advanced material forming process. The development of our semi-solid slurry preparation equipment for aluminum and magnesium alloy in recent years was introduced, and the research progress and results of TBR FCR rheo-diecasting technology in application were presented. Then the mould filling behavior of the rheological slurry and liquid metal was compared by numerical simulation. The results showed that the filling of rheo-diecasting was stable and the casting shrinkage defects could be reduced effectively. Key words：aluminum and magnesium alloy; semi-solid processing; rheo-diecasting; application 基金项目：国家重点基础研究发展计划（2011CB606302-1）；广东省中国科学院全面战略合作项目（2009B091300017） 作者简介：康永林（1954.11-），男，教授，博士生导师，主要从事钢铁轧制工艺与组织性能、金属半固态成形方面的研究，E-mail：kangylin@ustb.edu.cn 20世纪70年代初期，美国麻省理工学院M C Flemings等研究人员提出了金属半固态加工的概念、理论和技术[,]，经过四十年的发展，开发出来的半固态触变成形工艺和触变注射工艺已经在铝合金汽车零件和镁合金3C产品壳体上获得了工业化应用。流变成形相对于触变成形工艺流程短，在提高生产效率、降低能耗和生产成本方面具有更突出的优势，但由于流变成形中半固态金属浆料的保持及输送的要求严格而困难，流变成形的实际工业应用较少[-]。 目前，国内外许多学者进行流变压铸成形技术研究，希望以此为突破口，实现流变成形的工业化应用。影响和制约流变压铸技术工业化应用的主要问题在于浆料制备方法及定量浇注技术上的改进、合理压铸工艺参数的确定、浇注过程的控制和系统设计等方面[]。笔者针对上述问题，在流变压铸成形技术领域展开工作，开发出两种具有独立知识产权的铝、镁合金流变浆料制备装置，并建成两条铝、镁合金流变压铸成形工业示范线，以促进流变成形技术在我国工业中的应用，本文对相关研究进展和成果作简要介绍。 铝、镁合金流变浆料制备技术 TBR流变浆料制备技术 锥桶式流变成形机（aper Barrel Rheomoulding Machine，TBR）。 图1 TBR设备结构示意图 图2