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液固一体化成形技术

第1章绪论

1.1金属材料加工分类

材料成形技术的应用背景

1应用背景

板料成形

Sheet-Metal

FormingProcesses

焊接

Welding

铸造

Casting

非金属材料成形

锻造

Forging

不同类型加工方式的组合

一、金属的成形（成型）方法

砂型

机械加工金属型

重力铸造

焊焊接接

差压铸造熔模

金属坯料

凝固成形

离心铸造

塑性成形

压力铸造

体积成形板材成形

锻造挤压轧制粉末冲压旋压电磁内高压

自由锻模锻

金属的成形（成型）方法

压力铸造设备及成形示意图

金属的成形（成型）方法

离心铸造设备及成形示意图

金属的成形（成型）方法

差压铸造设备及成形示意图

铸造成形方法

机械有切削，

加工材料有损耗

材料加工工程通常指

金属通过液态流动成型

或通过固态塑性变形获

得近净金属零件的成形

（成型）方法，即铸、

锻、焊，特点少无切削。

塑性成形方法

金属体积成形方法分类

什么是液固一体化成形？

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什么是液固一体化成形？

液固成形的科学含义是利用金属材料从

液态到固态，或从液态向固态的转换过程中

具有的液—固特性所实现的加工。

该技术融合了金属液态成形（如铸造）

与固态压力成形（如锻造）的优点，在产品

质量、生产成本及低能耗等方面都显示出很

大优势。由于涉及材料热物理性质、压力下

液固相变和塑形变形等诸多方面，其理论和

技术不同于传统的铸造、锻造和挤压等方法。

金属材料成形发展路线

液相线以上：铸造

液相线以下：锻造（塑性成形）

金属材料成形发展的趋势：精密、高效、低耗

金属材料加工链

铸造环液固环锻造环

金属加工链的物理意义：

1、铸锻融合，必须是液固成形环节相连接，只有在液固成形区内，才有

可能认定凝固与塑性变形共存，即在流动填充中凝固，在凝固中塑性

变形，从而建立固液成形理论，由此发展了铸锻共生理论。

2、铸锻合并应该说不是1+1=2的简单混合，而应该是1+12的融合，使

材料成形体现液、液固和固三种状态加工的科学组合，成为一个完整

的加工体系。

3、从成形上看，绝大部分合金材料在不同温度下，可能处于三种状态，

因此，材料成形方法中，最基础的是铸、锻，而液固成形也应是基础

的一种补充，成为材料加工不可缺的一环，三环相扣，即构成一个完

整的加工链。

液固一体化成形工艺特点

液固成形被公认为是颇具发展前景的节能降耗

新技术，其主要特点如下：

(1)金属在压力下结晶凝固，可以消除其内部缺陷，

改善材料性能。

(2)金属在半固态产生塑性变形，可以细化晶粒，诱

导纤维定向分布，从而提高制件性能。

(3)金属在液固态时成形，变形力远小于热加工，能

耗小，有利于节能减排。

(4)可由液态金属一次成形管、棒