鋁合金半固態成形方法

鋁合金半固態成形方法

刊名：ISRN Materials Science（英）

刊期：2013年第1期

作者：M.S.Salleh et al

編譯：張為榮

首先，對鋁合金的流變特性進行了分析研究。粘性較高的合金不適宜使用半固態成形（SSM），初生相中的固相分數是決定半固態熔漿粘性的主要因素。試驗表明，最有效的固相分數范圍為0.5～0.6（太低無法承受自身質量，太高則導致流動性較差無法注滿壓鑄型腔）。將半固態熔漿的流變特性分假塑性、觸變成形性和連續冷卻行為3種。半固態金屬的表面粘度隨著固態體積比和冷卻速率的增大而增加（高冷卻速率導致微觀結構中樹枝晶體積大量增加），隨著剪切速率的增大而降低。

其次，需要改變材料比例，拓寬現有的鋁合金種類并制造出最適于半固態成形的鋁合金材料。在總結多個研究工作基礎上，基于已商用化鋁合金（如A356和A319）進行了添加材料和比例分配的調整，主要分析了新型鋁合金的觸變成形性。

然后，半固態成形需要鋁合金原料在二次加熱后微觀結構呈球形顆粒狀。如今有多種方法能夠提供這種微觀形態的原料，如過流冷卻（CS）、低過熱度鑄造（LSC）和電磁攪拌法（MHD）。其中，電磁攪拌法效果最好并能夠提高觸變成形產品的力學性能。

最后，將半固態成形與壓鑄、擠壓鑄造和金屬鑄造3種加工方法在原料、工具、前期資本和工時等方面進行對比。由于半固態成形原料的價格及電磁系統的使用率均較高，其成本偏高。因此，開發新的低成本原料和加工系統是半固態成形技術迅速發展的前提條件。