半固态铸造技术研究状况和应用.pdf

机械 设计 与 制造 第2期 Machinery Design Manufacture 2010年 2月 文章编号：11301—3997(2010)02—0064-一03 半固态铸造技术的研究状况及应用术 艾桃桃 (陕西理工学院 材料科学与工程学院，汉中 723003) Overview andapplicationsofsemi-solidmetalcasting AITao—tao (DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723003，China) 中图分类号：TH16，TG2 文献标识码：A 1引言 偏析，因而成形件也不存在宏观偏析，成形件的性能更均匀。(6) 利用半固态金属可以进行机械零件的近终化成形，可大幅度减少 常规铸造方法，如砂型铸造、金属型铸造以及半连续铸造等， 零件毛坯的机加工量，显著降低生产成本。(7)由于半固态金属充 已较成熟地应用于合金的铸造。随着工业化对制品性能的更高要 型温度低，减轻了模具的热冲击，提高了模具的寿命。(8)加热半 求，常规铸造法存在明显的局限性，为了提高制品的品质及性能， 固态金属浆体比熔化金属坯体节约能源(25～30)％。(9)半固态金 符合环保及轻量化方向发展，开发新的铸造工艺迫在眉睫。半固 属成形车间不需要处理液态金属，操作更安全，工作环境更优 良。 态铸造技术可以满足性能要求及生产需求，取得了很大的进展。 (10)半固态金属的粘度较高，可以方便地加入增强相(颗粒或纤 半固态铸造技术是将合金在固相线和液相线温度区间进行 维)，提高金属浆体的性能，提供了一个开发廉价产品的新途径。 加工成最终产品的一种崭新的工艺。1980年，DOW化学公司首 (11)半固态金属的成形应力显著降低，因此金属半固态模锻的成 创了镁合金半固态成形工艺，激发了该技术的研究热潮。其基本 形速度比金属固态模锻成形的速度更高，且可以成形很复杂的零 原理是利用非枝晶半固态金属(Semi—SolidMetals，SSM)独有的 件，缩短加工工序，降低成本，而I生能与固态金属锻件相同。 流变性和搅熔性控制铸件的质量，典型的枝晶组织和非枝晶组 织，如图1所示。此时固相的晶体组织为 球“状”，“球状”组织为应 用金属半固态铸造成形的关键点。正是由于非枝晶组织特殊的流 变性能，有望获得高致密度的合金制品。 与传统加热的液态金属或固态金属成形相比，半固态铸造技 术呈现出一系列的优点：(1)半固态金属浆体含有一半左右的初生 相，粘度可以调整。而且可以进行机械搬运，便于自动化操作。受 压力作用时，半固态金属浆体的粘度迅速降低，便于成形。(2)成 图 1典型的枝晶组织与非枝晶组织 形速度高。(3)成形时，半固态金属不易喷溅，改善了充型过程 ，减 2半固态合金的制备 轻了金属的裹气和氧化 ，提高了成形件的致密性，成形件可以进 制浆是半固