半固态成型技术是继液态成型技术和固态成型技术发展起来的一种全新的成型技术。与前两种常用的成型技术相比,其主要的区别在于将预制的具有非枝晶组织的半固态浆料注入模具,在压力作用下凝固成型。这种成型的优点在于制品组织致密、铸造或锻造等缺陷减少,综合力学性能大幅度提升。半固态成型主要有触变成型、流变成型、注射成型、半固态轧制、半固态挤压、半固态锻造。下面就这几种成型技术做简要的介绍。
流变成型是采用各种工艺方法制备出合金的半固态浆料,进行压铸或挤压成型的一种工艺方法。该方法的特点是工艺简单,能耗低,但半固态浆料的保存和运输很不方便,从而使得发展相对缓慢,一般常用于连续成型。
触变成型是将具有触变组织的合金锭坯重新加热到半固态温度区间,形成所需的浆料,进行压铸、挤压或锻造成型的工艺,其实是一种净成型工艺。该工艺的特点是坯料便于保存和运输,易于实现自动化。
半固态注射成型分为半固态流变注射成型和半固态触变注射成型。
(1)半固态流变注射成型
液态金属依靠重力从融化及保温炉中进入搅拌简体,然后在螺旋搅拌作用下冷却至半固态,半固态金属液由注射装置完成注射成型。所有过程在保护气氛下进行。半固态流变注射成型的特点:金属以液态供料,原料可以是锭、棒、回炉料等,节省了材料的预处理时间的成本;液态金属中的气体易析出,从而制件中的空隙率低,致密度高;而且“一步法”过程简单,易于实现自动化。
(2)半固态触变注射成型
将普通铸造镁或镁合金锭坯切削成轴长为3~6mm的粒状料,加入料斗内。粒料在给料器和螺旋作用下向前推进,积累在螺旋前端并加热至半固态,最后在注射缸作用下,半固态金属液经由喷嘴注射人模具内成型。该方法的优点是成型温度低、制件的空隙率低、尺寸精度高、重复性好。
半固态轧制是在轧制机的人口置加热炉,将被轧制材料加热到所需的半固态后,送入轧制间轧制。这种技术的特是具有非枝晶组织的半固态料具有维持其固态形状不被破坏的强度且变形抗力低,特别适合板材的轧制成型。
半固态锻造是将加热到半固态的坯料在锻模中进行以压缩变形为主的小飞边模锻以获得所需形状、性能制品的加工方法。半固态锻造可以成形变形抗力较大的高固相率的半固态材料,并达到一般锻造难以达到的复杂形状。此外,对于那些用普通锻造方法难以成形的超合金,若采用半固态锻造技术,就有可能制造出特殊的耐热零件。
(来源:中国铸造装备与技术)