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半固态合金流变铸造的研究进展_毛卫民

铝合金铸造工艺简析

铝合金铸造工艺简析一、铸造的分类重力铸造、低压铸造、压力铸造，我厂主要为重力铸造，利用重力自行流入模具，通过结晶器进行梯度降温，让铝合金按顺序凝固的铸造方式铸造铸棒。二、铝液的熔炼铝合金熔炼简单知识影响铝液质量的主要因素：铝液中的含气量和氧化夹杂物。在铝合金熔体（铝液）中溶解的气体有：、、CO、、（碳氢化合物）等气体；其中以为主。分析铝合金中的气体成分，证明占85﹪以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”。铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在其中的水发生化学反应生成氢。铝液中气体的主要来源：１.燃料：火焰反射炉熔炼铝合金时，煤气中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体（铝液）；２.大气：熔炼过程中，大气中的水蒸气被熔体（铝液）吸收；３.炉衬：烘炉不彻底时，炉衬表面吸附的水分以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个班次时对熔体（铝液）中的气体含量将有明显的影响；４.炉料：吸附在炉料（包括铝锭和辅料）表面上的湿气，在熔

化过程中起化学作用而产生的氢将被溶解，如果炉料放置过久，且表面有油污，对熔体（铝液）的吸气量尤有影响；５.熔炼工具：如果熔炼工具干燥不好，易使熔体（铝液）的吸气量增加；６.倒料过程中：如果熔体（铝液）落差大或液流翻滚过急时也会使气体及氧化夹杂卷入熔体（铝液）；高温时铝和水汽的反应： 2Al+3O +3（溶入铝液中）当在水汽比较多的环境下，剧烈反应，引起爆炸，造成事故。当在干空气条件下（水分较少），水汽也能和铝液起反应，因此在铝液中总是含有一定数量的氢。铝液中的氧化夹杂：铝液与空气中的氧气O2、氮气N2、在高温下发生化学反应生成氧化夹杂物，其中以生成的氧化膜（Al2O3)对铝液的污染最大。这些氧化夹杂的熔点都较高，如氧化铝的熔点约为2050℃，所以铝液中的氧化夹杂主要以固态形式存在，严重影响我们熔炼的铝液质量。氧化夹杂表面疏松，能吸附空气中的水汽和氢，增加了铝液中的气体含量。熔炼过程中，熔体（铝液）由于氧化而变成某些不能回收的金属氧化物时，这种损失统称为烧损。烧损大小与炉型、铝料状态和生产工艺有关。如：铝料表面积越大（即铝料越细碎）其烧损也越大，而且由于镁为易燃金属，烧损极大。为了避免和减少烧损，我公司主要

金属半固态成型技术发展详解

4 金属半固态加工 4.1概述 4.1.1半固态加工的概念与特点 4.1.1.1半固态加工的概念传统的金属成形主要分为两类：一类是金属的液态成形，如铸造、液态模锻、液态轧制、连铸等；另一类是金属的固态成形，如轧制、拉拔、挤压、锻造、冲压等。在20世纪70年代美国麻省理工学院的Flemimgs教授等提出了一种金属成形的新方法，即半固态加工技术。金属半固态加工就是在金属凝固过程中，对其施以剧烈的搅拌作用，充分破碎树枝状的初生固相，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定球状初生固相的固-液混合浆料(固相组分一般为50％左右)，即流变浆料，利用这种流变浆料直接进行成形加工的方法称之为半固态金属的流变成形(rheoforming)；如果将流变浆料凝固成锭，接需要将此金属锭切成一定大小，然后重新加热(即坯料的二次加热)至金属的半固态温度区，这时的金属锭一般称为半固态金属坯料。利用金属的半固态坯料进行成形加工，这种方法称之为触变成形(thixoforming)。半固态金属的上述两种成形方法合称为金属的半固态成形或半固态加工(semi-solid forming or processing of metals)，目前在国际上，通常将半固态加工简称为SSM(semi-solid metallurgy)。就金属材料而言，半固态是其从液态向固态转变或从固态向液态转变的中间阶段，特别对于结晶温度区间宽的合金，半固态阶段较长。金属材料在液态、固态和半固态三个阶段均呈现出明显不同的物理特性，利用这些特性，产生了凝固加工、塑性加工和半固态加工等多种金属热加工成形方法。凝固加工利用液态金属的良好流动性，以完成成形过程中的充填、补缩直至凝固结束。其发展趋势是采用机械压力替代重力充填，从而改善成形件内部质量和尺寸精度．但从凝固机理角度看，凝固加工要想完全消除成形件内部缺陷是极其困难的，甚至是不可能的。塑性加工利用固态金属在高温下呈现的良好塑性流动性，以完成成形过程中的形变和组织转变。与凝固加工相比，采用塑性加工成形的产品质量明显好，但由于固态金属变形抗力高，所需变形力大，设备也很庞大，因此要消耗大量能源，对于复杂零件往往需要多道成形工序才能完成。因此，塑性加工的发展方向是降低加工能耗和成本、减小变形阻力、提高成形件尺寸精度和表面与内部质量。由此出现了精密模锻、等温锻造和超塑性加工等现代塑性加工方法。半固态加工是利用金属从液态向固态转变或从固态向液态转变(即液固共存)过程中所具有的特性进行成形的方法。这一新的成形加工方法综合了凝固加工和塑性加工的长处。即加工温度比液态低、变形抗力比固态小，可一次大变形量加工成形形状复杂且精度和性能质量要求较高的零件。所以，国外有的专家将半固态加工称为21世纪最有前途的材料成形加工方法。图4-l表示金属在高温下三态成形加工方法的相互关系。

金属材料检测标准大汇总

金属材料检测标准大汇总 Last revised by LE LE in 2021

金属材料化学成分分析 GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 系列钢铁及合金X含量的测定 GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定 GB/T 系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定 GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法 GBT 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法 GB/T 系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814—1979钢材断口检验法 GB/T 2971—1982碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分显微组织检验方法GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分低倍组织检验方法GB/T 3488—1983硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489—1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236—1984钢的硫印检验方法 GB/T 4296—2004变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297—2004变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334—2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335—2013低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T —2015不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058—1985钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168—2008α-β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617—2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359—1987高速钢中碳化物相的定量分析X射线衍射仪法 GB/T 8362—1987钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法 GB/T 9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10851—1989铸造铝合金针孔 GB/T 10852—1989铸造铝铜合金晶粒度

铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题

第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用（1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少；（2）共晶转变和共析转变出现三相共存区；（3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度；（4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型 9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;

铸造相关标准

1 铸造通用基础及工艺标准规范汇编 1.1 GBT 5611-1998 铸造术语 1.1.1 基本术语1.1.2 砂型铸造1.1.3 特种铸造1.1.4 造型材料1.1.5 铸件后处理1.1.6 铸件质量1.1.7 铸造工艺设计及工艺装备1.1.8 铸造合金及熔炼、浇注 1.2 GBT 5678-1985铸造合金光谱分析取样方法 1.3 GBT 60601-1997 表面粗糙度比较样块铸造表面 1.4 GBT 6414-1999 铸件尺寸公差与机械加工余量 1.5 GBT1 1351-1989 铸件重量公差 1.6 GBT 15056-1994 铸造表面粗糙度评定方法 1.7 JBT 2435-1978 铸造工艺符号及表示方法 1.8 JBT 40221-1999 合金铸造性能测定方法 1.9 JBT 40222-1999 合金铸造性能测定方法 1.10 JBT 5105-1991 铸件模样起模斜度 1.11 JBT5106-1991 铸件模样型芯头基本尺寸 1.12 JBT 6983-1993 铸件材料消耗工艺定额计算方法 1.13 JBT7528-1994 铸件质量评定方法 1.14 JBT 7699-1995 铸造用木制模样和芯盒技术条件 2 铸铁标准规范汇编 2.1 GBT 1348-1998 球墨铸铁件 2.2 GBT 3180-1982 中锰抗磨球墨铸铁件技术条件 2.3 GBT 5612-1985 铸铁牌号表示方法 2.4 GBT 5614-1985 铸铁件热处理状态的名称、定义和代号 2.5 GBT 6296-1986 灰铸铁冲击试验方法 2.6 GBT 7216-1987 灰铸铁金相 2.7 GBT 8263-1999 抗磨白口铸铁件 2.8 GBT 8491-1987 高硅耐蚀铸铁件 2.9 GBT 9437-1988 耐热铸铁件 2.10 GBT 9439-1988 灰铸铁件 2.11 GBT 9440-1988 可锻铸铁件 2.12 GBT 9441-1988 球墨铸铁金相检验 2.13 GBT 17445-1998 铸造磨球 2.14 JBT 2122-1977 铁素体可锻铸铁金相标准 2.15 JBT 3829-1999 蠕墨铸铁金相 2.16 JBT 4403-1999 蠕墨铸铁件 2.17 JBT 5000.4-1998 重型机械通用技术条件铸铁件 2.18 JBT 7945-1999 灰铸铁力学性能试验方法 2.19 JBT 9219-1999 球墨铸铁超声声速测定方法 2.20 JBT 9220.1-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法总则及—般规定 2.21 JBT 9220.2-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高氯酸脱水重量法测定二氧化硅量 2.22 JBT 9220.3-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法重铬酸钾容量法测定氧化亚铁量 2.23 JBT 9220.4-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法亚砷酸钠—亚硝酸钠容量法测定—氧化锰量 2.24 JBT 9220.5-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法氟化钠—EDTA容量法测定三氧化二铝量 2.25 JBT 9220.6-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法 DDTC分离EGTA容量法测定氧化钙量 2.26 JBT 9220.7-1999 铸造化铁炉酸性炉渣化学分析方法高锰酸钾容量法测定氧化钙

半固态铸造的现状及发展前景

半固态铸造的现状及发展前景摘要为适应可持续发展的需要，铸造业面临更高的关于节能和高效方面的要求。半固态铸造以其铸造品品质精良以及节能环保的特点得到了各行业的关注，并被应用于汽车、电子等多个行业的零部件生产之中。半固态铸造符合未来经济发展的趋势，拥有美好的发展前景。关键词半固态铸造；合金；发展前景我国的铸造业有着悠久的历史，随着铸造技术的发展以及对铸造品品质的更高要求，传统的铸造方式表现出了在环保和轻量化等方面的不足，这就要求我们采取更为先进的铸造技术。为满足新的铸造要求，半固态铸造应运而生，并且因为其表现出来的更为高效、更加节能以及更高品质等特性，得到了广泛的认可和关注。 1 半固态铸造的特点所谓的半固态铸造，就是指在液态金属凝固过程之中，通过搅拌，把凝固过程中所形成的树枝晶改变成为非枝晶组织，最终获得较高致密度的合金的一种先进铸造工艺。相对于传统的铸造工艺，半固态铸造具有更多的优点。 1.1 铸造品品质精良半固态铸造技术比传统工艺更便于合金的成形，由于半固态的金属浆体具有很高的可塑性，可以对其粘度进行调整，在压力的作用之下，半固态浆体能够迅速成形。并且半固态浆体能够由机械完成搬运，提高铸造的自动化程度，同时也提高了铸造的工作效率。更重要的是，半固态下的成形操作不易造成喷溅，有效减少了空气的参杂，减少对金属造成的氧化，使合金的致密性得到提高。半固态性决定了合金在成形过程中的收缩会减少，有效减少可能形成的空隙，保证合金可以承受更高的压力。由于半固态金属浆体没有宏观偏析的问题，所以铸造出的合金在性能方面也会表现出均匀性。 1.2 节约成本通过半固态铸造方法制造机械零件，因为零件的高质量保证，有效减少了后续机器加工的数量，最终达到节约时间、降低成本的目的。由于半固态金属相对于液态金属温度低，在铸造过程中减少了模具的损耗，延长设备的使用寿命。同时相对于使金属融化成液态而言，加热到半固态所用的燃料也大大减少，做到了节约能源。半固态铸造由于其浆体可塑性高的特点，方便加入一些特殊物质加强性能，同时由于其成形速度快的特点，可以缩短加工时间，提高工作效率，最终达到节约生产成本的目的。 2 半固态铸造的应用 2.1 汽车工业的应用如今，半固态铸造加工技术的应用越来越多，但是我们不得不说汽车行业是应用最多，也是取得最多成果的行业。在很多技术先进的国家，半固态加工铸造品的生产量已经达到了相当的规模。半固态铸造制作的机械零件不仅具有自身质量轻，强度高等特点还具有生产效率高，生产成本低等优势，这些特质吸引汽车零部件制造商不约而同的选择采取半固态加工的工艺。例如，汽车刹车缸的铸造，传统的刹车缸一般采用压铸的铸造工艺，制作出的缸体气密性不强，材质强度不够，在使用过程之中，介质油容易发生渗漏，存在安全隐患。于此同时，老式的刹车缸不能达成汽车轻量化的要求，在提高燃料利用效率方面也是力不从心。为

铸造合金及过程控制读书报告

SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 镁及镁合金的概述读书报告学生姓名: 学生学号: 专业:

(c) (d) (a) (b) 图1.1 镁的晶胞(a)原子位置(b)基面、晶面和[1210]晶带轴的主要晶面(c)[1100]晶带轴的主要晶面(d)主要晶向镁及镁合金的概述 1. 绪论 20实际末，由于人们对节能、环保的共识和迫切需求，同时也由于镁的冶炼技术、表面保护技术的发展，世界各国对镁的开发和利用给予新的重视。镁属于轻金属，镁的密度约为铝的2/3，钢的密度的1/4。镁可以通过有效合金化制备合金，最轻的位Mg-Li 合金仅为0.95g/cm 3，可浮于水面。随着国际国内镁产品市场开发应用空间的增大，镁资源将发挥更重要的作用，镁可能会成为铜、铝后时代的第一接力棒。近年来，镁合金及其成型技术的研究应用已取得重要进展，镁合金的材料质量不断提高而生产成本得以下降，更能发挥其性能优势的在航空航天和其他高新技术领域有潜在的应用价值。迄今为止，主要的镁合金系有Mg-Al 系、Mg-Zn 系、Mg-Re 系合金，只要分成两大类铸造镁合金和变形镁合金。 2. 镁及镁合金的特性 2.1 纯镁的特性镁的晶体结构和原子核外层的电子构造决定了镁具有特殊的物理化学性质和力学性能。镁单胞内沿主要晶面和晶轴方向的原子排布如图1.1所示。在标准大气压和室温下，镁的晶格常数分别为a=0.3202nm ，c=0.5199nm ，c/a=1.624。其中c/a 值非常接近由紧密堆积球体得到的理论比值 1.632，镁的这种物理结构对理解镁和镁合金的物理冶金非常重要。镁晶格常数a 和c 与温度的关系如图1.2所示。室温(293K)下镁的密度为 1.738g·cm -3，接近熔点(923K)时，固态镁的密度大约为 1.65g·cm -3，液态镁的密度约为 1.58g·cm -3。凝固结晶时，纯镁体积收缩率为4.2％。固态镁从923K 降温至293K 时，体积收缩率为5％左右。由于镁在铸造和凝固冷却时的收缩量大，从而会导致铸件中形成微孔，使铸件具有低韧性和高缺口敏感性。

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金属材料化学成分分析 GB/T 222 —2006 钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 223.X 系列钢铁及合金X 含量的测定 GB/T 4336 —2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 4698.X 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X 量的测定 GB/T 5121.X 系列铜及铜合金化学分析方法第X 部分：X 含量的测定 GB/T 5678 —1985 铸造合金光谱分析取样方法 GBT 6987.X 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999 —2007 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170 —2008 不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261 —2006 钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融- 红外线测定方法 GB/T 13748.X 系列镁及镁合金化学分析方法第X 部分X 含量测定金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224 —2008 钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225 —2006 钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226 —2015 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227 —1991 工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954 —2008 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979 —2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814 —1979 钢材断口检验法

GB/T 2971 —1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T 3246.1 —2012 变形铝及铝合金制品组织检验方法第 1 部分显微组织检验方法GB/T 3246.2 —2012 变形铝及铝合金制品组织检验方法第 2 部分低倍组织检验方法GB/T 3488 —1983 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489 —1983 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236 —1984 钢的硫印检验方法 GB/T 4296 —2004 变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297 —2004 变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334 —2008 金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335 —2013 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T 4334.6 —2015 不锈钢5% 硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462 —1984 高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058 —1985 钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168 —2008 α- β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617 —2005 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359 —1987 高速钢中碳化物相的定量分析X 射线衍射仪法 GB/T 8362 —1987 钢中残余奥氏体定量测定X 射线衍射仪法 GB/T 9450 —2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451 —2005 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561 —2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法

材料加工作业3

1.比较半固态加工、铸造成型、塑性加工。答：金属材料,从固态向液态或从液态向固态的转换过程中,均经历着半固态阶段。特别对于结晶温度区间宽的合金,尤为明显。由于三个阶段中,金属材料呈现出不同特性,利用这些特性,产生了塑性加工、铸造加工和半固态加工等多种热加工成形方法。将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的工艺方法，称为铸造。铸造加工利用了液态金属呈现出良好的流动性,以完成成形过程中的充填、补缩,直至凝固的结束。为了提高铸件的质量和尺寸精度,不断向快速、精密、高压方向发展,先后出现了高速连续铸造、差压铸造、压力铸造及至双柱塞精密压铸法。其发展趋势是采用机械压力替代重力充填,从而改善制件内部质量和尺寸精度。但从凝固机理角度看,铸造加工要想完全消除铸件内部缺陷是极其困难的。金属塑性成形（传统叫锻压，是锻造和冲压工艺的总称），其本质是利用金属材料所具有的塑性，在工具或模具作用下施加外力，使其发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸及力学性能的零件或毛坯的工艺方法，工业生产中一般称为金属塑性加工或压力加工。塑性加工利用了固态金属在高温下呈现较好的塑性流动性,以完成成形过程充填。采用塑性加工生产的制件,其质量高于铸造方法生产的制件。但固态金属变形抗力高,需要消耗较多的能源。对于稍复杂的零件,往往需要多道工步或工序成形才能完成。因此降低能耗和成本,减小变形抗力,提高制件的尺寸精度,保证制件的质量,就成为塑性加工的发展方向。因而先后出现了精密模锻、等温锻造、超塑性加工等。半固态加工利用了金属从液态向固态或固态向液态过渡(即固液共存)时的特性,具有特殊意义。金属半固态加工就是在金属凝固过程中，对其施以剧烈的搅拌作用，充分破碎树枝状的初生固相，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定球状初生因相的固-液浆料（固相组分一般为50%左右），即流变浆料，利用这种流变浆料直接进行成形加工的方法称之为半固态金属的流变成形。

铝合金半固态锻造工艺研究

轻金属半固态模锻工艺研究 1、前言 20世纪70年代初，美国麻省理工学院研究人员发现，金属材料在凝固过程中施加强烈的搅拌，可以打破传统的枝晶凝固模式，形成近球状的组织，从而得到一种液态金属母液中均匀悬浮着一定球状或类球状初生固相的固—液混合浆料，即半固态浆料，这种浆料具有良好的流变性和触变性，采用这种既非液态又非完全固态的金属浆料跟常规加工方法如压铸、挤压、模锻等结合实现成形加工的方法称为半固态金属加工(Semi-Solid Metal Processing，简称SSM)。从理论上讲，凡具有两相区的合金及其复合材料均可以实现半固态成形加工。该方法之所以能够发展成为一种先进的成形加工技术，完全基于半固态金属材料所具有的特殊流变学性能，即触变性：当半固态金属坯料所受的剪切力不大时，坯料具有很高的粘度近似固态，可以方便地放置和搬运；而当受到较大剪切变形时，坯料便表现出较小的粘度可以像液态一样随意流动成形。但是采用具有枝晶状初生相组织的固—液混合体成形加工时，由于枝晶状组织的相互搭结、缠绕，变形阻力大，流动性很差，固液相极易分离，产生严重的热裂与宏观偏析。因此，半固态金属成形具有多方面的优点：相对于普通液态成形（如压力铸造或挤压铸造，）由于半固态浆料中已有一半左右的固相存在而且温度低于液态金属近100℃，因此可以消除常规铸件固有的皮下气孔和疏松等缺陷，而且模具寿命成倍提高；相对于常规固态成形（如模锻或挤压），由于半固态浆料具有很好的流动性，因此变形抗力极低，可以一次加工成形复杂的零件，减少了成形道次、模具投入及后续机加工量，而力学性能则与固态锻造相当。正是半固态金属锻造技术具有高效、优质、节能和近终成形等突出优点，可以满足现代汽车制造业对有色合金铸件高致密度、高强度、高可靠性、高生产率和低成本等要求，因此倍受汽车制造厂商以及零部件配套生产厂商的重视。半固态金属锻造与半固态金属触变压铸实质上并无明显差别，其主要不同之处在于前者是用半固态金属在锻造设备上加工成形。锻造半固态金属可以在较低的压力下进行，这使得一些传统锻造无法成形的形状复杂构件可以在半固态金属锻造方法来生产，其锻造设备可分为立式和卧式压力机两种。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模锻以获得所需

铸钢铸件外委技术协议

机床铸钢件外委技术协议一、总则本技术协议在相关国家标准（或行业标准）和机床铸件生产用图纸文件《技术要求》的基础上编制而成。主要参照《中华人民共和国机械行业标准》：JB/T5000.6-1998 《重型机械通用技术条件铸钢件》其中引用的国家标准主要有： GB222-84 《钢的化学分析用试样及成品化学成分允许偏差》 GB223.1~223.75-81~91 《钢铁及合金化学分析方法》 GB228-87 《金属拉伸试验方法》 GB231-84 《金属布氏硬度试验方法》 GB/T6060.1-1997 《表面粗糙度比较样块铸造表面》 GB/T6414-1999 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 GB/T15056-94 《铸造表面粗糙度评定方法》二、技术要求(验收) 1.材料选用：ZG40Cr1(ZG40Cr)，化学成分按JB/T5000.6-1998的规定执行，化学分析试样取样方法应该按GB 222的规定执行，化学分析方法应按GB 223的规定执行，或者按GB5678-85《铸造合金光谱分析取样方法》取样以及按GB/T4336-2002《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法》执行。 2.机械性能：单铸试块应符合《JB/T5000.6-1998》图11的规定，由乙方任选一种制取，检验用试块应与其代表的铸件在同一热处理炉内进行热处理。力学性能按GB228-87、GB231-84执行，力学性能符合《JB/T5000.6-1998》表4要求，另拉伸试样按试样编号R4制取，并每一炉送三分份供甲方复检。 3.铸件尺寸公差按GB/T6414-1999中CT10级执行，重量公差按GB/T11351-1989中MT9级执行。

铸造合金及其熔炼复习总结1

1、计算下列灰铸铁的碳当量及共晶度，并简述各铸铁的一次结晶过程。（1）C：3.1%；Si：1.6%；Mn：0.6%；P：0.08%；S：0.08%；（2）C：3.6%；Si：2.6%；Mn：0.5%；P：0.06%；S：0.08%；碳当量：将元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳量的增减称为碳当量。 CE=C+1/3(Si+P) 共晶成分=4.26% 过共晶>4.26% 亚共晶<4.26% 共晶度：铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量比值，表示铸铁偏离共晶点的程度。 S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)] 过共晶>1 共晶=1 亚共晶<1 答：（1）碳当量CE=C+1/3(Si+P)=3.2%+1/3(1.5%+0.08%)=3.73% 共晶度S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)]=3.2%/[4.26%-1/3(1.5%+0.08%)]=0.86 CE<4.26%为亚共晶成分，其一次结晶过程为：铁液冷却时，先遇到液相线，在一定的过冷下析出初析奥氏体并逐渐长大，当进入共晶阶段后，开始形成共晶团。（2）碳当量CE=C+1/3(Si+P)=3.6%+1/3(2.7%+0.06%)=4.52% 共晶度S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)]=3.6%/[4.26%-1/3(2.7%+0.06%)]=1.08 CE>4.26%为过共晶成分，其一次结晶过程为：铁液冷却时，先遇到液相线，在一定的过冷下析出初析石墨的晶核，并在铁液中逐渐长大，当进入共晶阶段后，开始形成共晶团。 2、试分析为什么灰铸铁一般不能通过热处理提高其性能，而球墨铸铁可以通过热处理来提高其性能。答：在灰铁件的生产中，之所以不能通过热处理大幅度提高其性能，其主要原因是由于灰铸铁的组织是有片状石墨和基体组成，并且片状石墨的数量、分布、状态和尺寸大小对灰铸铁和性能影响极大，对其性能起着关键的作用。而热处理只能改变基体，基本不能改变片状石墨的数量、分布、形态和大小，因此在灰铸铁的生产中难以通过热处理大幅度改善和提高其力学性能。而球墨铸铁中石墨呈球状，对基体的切割和缩减作用大大降低。基体的机械性能对球墨铸铁的性能起决定性作用。通过热处理可以改善其基体组织，从而提高机械性能。因此在球墨铸铁的生产中可以通过热处理来提高其力学性能。 3、简述其碳当量、冷却速度对灰铸铁组织和性能的影响。答：当冷却速度一定时，碳当量越大，析出的铁素体越少，石墨越多，粗大，并且分布不均匀；灰铸铁的强度、硬度减小，塑性、韧性增大。碳当量越小，则反之。当碳当量一定时，随着冷却速度的增加，铁液的过冷度增大，灰铸铁的白口倾向越来越大，析出的铁素体增加，石墨减少，但石墨数量多，细小，并且分布均匀，灰铸铁的硬度、强度增大，塑性、韧性下降。随着冷却速度的减小，则反之。 4、简述灰铸铁与球墨铸铁在化学成分、金相组织及力学性能方面的主要差别。答：灰铸铁和球墨铸铁在化学成分方面的差别是：灰铸铁碳量、硅量偏低，锰量、硫量、磷量偏高，而球墨铸铁碳量、硅量偏高，锰量、硫量、磷量较低，并含镁和稀土球化元素；二者在组织上的差别是：灰铸铁金相组织：片状石墨+珠光体+少量铁素体+极少量磷共晶和渗碳体，球墨铸铁的金相组织：球状石墨+基体（珠光体+铁素体）+极少量渗碳体（或没有）；二者在性能上的差别：灰铸铁强度低（σb=100~400MPa），且是脆性性材料。球墨铸铁强度较高（σb=400~800MPa），且具有良好的塑性、韧性（延伸率=2~20%），依据不同比例的基体种类，可实现强度和塑、韧性的匹配。 5、分析在球墨铸铁生产中，为什么必须进行孕育处理。（简述球墨铸铁孕育处理的作用或目的）答：1）消除结晶过冷倾向，球墨铸铁加入了Mg,RE等球化剂，共晶转变温度降低，结晶过冷倾向大，易形成白口组织。孕育处理可以消除结晶过冷倾向，避免按介稳定系凝固。 2）促进石墨化，球铁铁液经球化净化了体系，形核率降低。加入孕育剂，增加了石墨核心，细化球状石墨，提高球状石墨生长的稳定性，提高了石墨球的圆整度。 3）减小晶间偏析，球铁共晶团生长过程中，结晶前沿富集了正偏析元素，并产生脆性相，降低了铸铁的塑韧性，孕育处理能够使共晶团细化，减小晶间偏析，提高铸铁的塑性和韧性。 6、为什么铸态球墨铸铁组织中易出现少量渗碳体？如何避免和消除？答：球墨铸铁铁液的结晶过冷倾向较灰铸铁大，并且球墨铸铁的结晶过冷倾向不随铁液硅含量的高低而变化，因此尽管球墨铸铁的碳硅含量比一般灰铸铁高，但人有较大的白口倾向，在球墨铸铁组织中常发现在共晶团边界上有少量渗碳体析出。若冷却较快，会形成局部或全部白口组织。所以在球化处理后，必须进行有效的孕育处理，以消除过冷倾向，避免铁液按介稳定系凝固。

板栅铸造问题分析

在电池制造行业中，板栅气孔是困扰很多企业的问题，虽然尝试过很多办法，但都没有得到有效的控制。以下是我的个人分析，仅供大家参考。首先来分析气孔发生位置：气孔主要集中在极耳上及板栅下模口框筋上。为什么气孔会集中在这两处地方呢? 1、极耳处空间加大，存有的空气多，合金凝固之前不能完全排气;2.、下模口框筋气孔，主要是因为液铅倒入模具后下沉，上部空气被下压到下模口，造成排气不及时产生气孔。虽然模具上都有排气道的设计，但是现在模具上的排气道都是和板栅上的竖框筋十字相交，线的排气道变成排气点，实际有效排气利用率不足15%，最终导致模具内大量空气不能排除，致使板栅产生气孔。面对这个无法改变的现实，要解决板栅气孔的办法，只有推迟合金铅的凝固时间才能得到改进。办法1：根据板栅气孔情况，逐步提高模具温度，到达推迟合金铅凝固时间，留出更多的时间用来排气。办法2：下模口温度要适当高于上模口温度，随着液铅的下沉，空气会聚集在下模口，所以要留出更多的时间来排气，推迟液铅的凝固。以上两种解决办法并不会十分有效，同时还会影响浇铸产量，员工执行难度较大。根据国家环保政策要求，到今年12月低，正板铅锑镉合金禁止使用，必须使用铅钙合金的要求，正板板栅气孔问题就会更多。要有效改进气孔的问题，必须彻底颠覆现有的模具排气道的设计。根据现有排气道利用率只有15%问题来进行改进。办法1：每片板栅的极耳上必须有排气道开口，有效提高极耳处的排气效率。办法2：所有排气道要改在框筋上，把原有十字交叉点的排气改成线的排气，并于竖框筋交叉，把排气道上排气眼百分之百的利用起来，下模口框筋必须有排气道从框筋上过。排气道设计在框筋上，本人因为工作原因，没有机会尝试，有性趣的同道中人，可以尝试一下。同时麻烦您告知试验结果。一种抑制阀控蓄电池板栅气孔生成的方法及板栅模具，用于解决抑制阀控蓄电池板栅气孔生成气孔问题。其方法为：a、板栅原料铅钙锡铝合金熔化温度480～510℃；b、板栅模具加热温度为180～230℃；c、脱模剂配比为软木粉30～35、硅酸钠10～18，膨润土5、水1000；模具喷涂；d、合金浇铸。本发明对板栅模具结构进行

半固态成型技术

半固态成形技术及其应用【摘要】本文介绍了半固态成形技术的基本原理、技术优点，重点论述了搅拌、非搅拌浆料制备方法的优缺点及触变、流变、注射成形工艺的特点，并阐述了半固态成形技术工业化应用的现状和发展前景. 【关键词】半固态成形技术原理浆料制备成形方法应用 1前言 20世纪70年代，美国麻省理工学院的Flemimgs提出了金属半固态成形技术(SSM)，就是金属在凝固过程中，进行剧烈搅拌，或控制固一液态温度区间，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定固相组分的固液混合浆料(固相组分甚至可高达60%)，这种半固态金属浆料具有流变特性，即半固态金属浆料具有很好的流动性，易于通过普通加工方法制成产品，采用这种即非完全液态，又非完全固态的金属浆料加工成形的方法，就称为半固态成形技术。 2半固态成形工艺的基本原理 2.1半固态组织的形成机理 2.1.1枝晶断裂机制在合金的凝固过程中，当结晶开始时晶核是以枝晶方式生长的。在较低温度下结晶时，经搅拌的作用，晶粒之间将产生相互碰撞，由于剪切作用致使枝晶臂被打断，这些被打断的枝晶臂将促进形核，形成许多细小的晶粒。随着温度的降低，这些小晶粒从蔷薇形结构将逐渐演化成更简单的球形结构。 2.1.2 枝晶熔断机制在剧烈的搅拌下，晶粒被卷入高温区后，较长的枝晶臂容易被热流熔断，这是由于枝晶臂根部的直径要比其它部分小一些，而且二次枝晶臂根部的溶质含量要比它表面稍微高一些，因此枝晶臂根部的熔点要低一些，所以搅拌引起的热扰动容易使枝晶臂根部发生熔断。枝晶碎片在对流作用下，被带入熔体内部，作为新的长大核心而保存下来，晶粒逐渐转变为近球形。 2.1.3 晶粒漂移、混合—抑制机制在搅拌的作用下，熔体内将产生强烈的混合对流，凝固过程是就在激烈运动的条件下进行，因而是一种动态的凝固过程。结晶过程是晶体的形核与长大的过程，强烈的对流使熔体温度均匀，在较短的时间内大部分熔体温度都降到

第六章半固态金属加工

第六章半固态金属加工技术 6.1半固态金属加工技术概论 20世纪70年代初，美国麻省理工学院(MIT)的Flemings教授等研究者们提出了一种金属成型新方法，即半固态加工技术(Semi-Solid Metal or Semi-Solid Forming，简称SSM 或SSF)。所谓半固态加工是指金属在凝固过程中，对其施以剧烈的搅拌或扰动作用，得到一种均匀悬浮着一定量的球状初生固相或退化的枝晶固相的固-液混合浆料，进而进行加工成型的一种新技术。这种固-液混合浆料具有很好的流变性能，因此称为流变浆料。依据流变料浆是否直接用于金属件的加工成形，半固态加工又分为半固态流变成型和半固态触变成型两类。前者是将制备好的半固态浆料直接用于成型，后者是将流变浆料凝固成锭，在成形时，重新加热至金属的半固态温度区，恢复其流变特性，实现加工成型。流变料浆凝固成的金属锭一般称为半固态金属坯料。金属材料从形态来分，主要有两种状态，液态和固态。相应地传统的金属成形主要分为两类，金属液态凝固成形，如铸造、液态模锻、液态轧制、连铸等，和金属塑性加工成形，如轧制、拉拔、挤压、锻造、冲压等。凝固成形利用了液态金属的良好流动性，实现成形过程中的充填、补缩，并且可以借助机械压力充填型腔，改善成形件内部质量和尺寸精度。但从凝固机理知道，凝固加工要想完全消除成型件内部的缺陷是极其困难的，甚至是不可能的。塑性加工成形是利用固态金属在高温下呈现的良好塑性流动性，在外力的作用下，完成成形过程中的形变和组织转变。与凝固加工相比，采用塑性加工成形的产品质量明显提高，但由于固态金属变形抗力高，所需变形力大，因此要消耗大量能源，对于复杂零件需要多道工序才能完成。半固态是金属介于液态和固态的中间态，是金属从液态向固态转变或从固态向液态转变的中间阶段，即金属固相和液相共存的一种状态，对于结晶温度区间宽的合金，半固态阶段较长。金属在半固态呈现出与液态金属、固态金属明显不同的物理特性，半固态加工技术正是利用这些特性，而发明的一种不同于传统的

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