鋁合金半固態(tài)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(tài)成形（SSM），初生相中的固相分?jǐn)?shù)是決定半固態(tài)熔漿粘性的主要因素。試驗表明，最有效的固相分?jǐn)?shù)范圍為0.5～0.6（太低無法承受自身質(zhì)量，太高則導(dǎo)致流動性較差無法注滿壓鑄型腔）。將半固態(tài)熔漿的流變特性分假塑性、觸變成形性和連續(xù)冷卻行為3種。半固態(tài)金屬的表面粘度隨著固態(tài)體積比和冷卻速率的增大而增加（高冷卻速率導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)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(xiàn)有的鋁合金種類并制造出最適于半固態(tài)成形的鋁合金材料。在總結(jié)多個研究工作基礎(chǔ)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(diào)整，主要分析了新型鋁合金的觸變成形性。

然后，半固態(tài)成形需要鋁合金原料在二次加熱后微觀結(jié)構(gòu)呈球形顆粒狀。如今有多種方法能夠提供這種微觀形態(tài)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(chǎn)品的力學(xué)性能。

最后，將半固態(tài)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(tài)成形原料的價格及電磁系統(tǒng)的使用率均較高，其成本偏高。因此，開發(fā)新的低成本原料和加工系統(tǒng)是半固態(tài)成形技術(shù)迅速發(fā)展的前提條件。