倾斜板法浆料制备和成形研究现状

铝合金压铸技术的研究现状袁昊摘要: 综述了压铸铝合金的开发及应用状况、计算机模拟技术在压铸铝压铸技术中的应用、半固态流变压铸浆料制备及超低速压铸技术等先进铝合金压铸技术研究的最新进展。

并指出将不同先进压铸技术的结合应用,可进一步提高铝合金压铸件性能, 促进压铸技术的发展。

关键词: 压铸; 铝合金; 数值模拟Abstr act: The research and application of die-casting aluminum alloy, computer numerical simulation indie-casting are described. The advanced die-casting technologies for aluminum alloys such as: semi-solid slurry preparation technology of rheocasting processing, super slow speed die-casting technology are recommended. It isindicated that the combination of varies advanced die-casting technologies could improve the property of casting and promote the development of die-casting technology.Key words: die-casting; aluminum alloy; numerical simulation目前, 工业上应用的压铸铝合金主要有以下几大系列: Al-Si、 Al-Mg、 Al-Si-Cu、Al-Si-Mg 等压铸铝合金具有较高的比强度、抗蚀性能和良好的铸造性能、加工性能和可再生性, 以及优良的导电导热性能, 广泛应用于汽车、航空航天和电器工业等领域。

陶瓷成型技术摘要: 成型技术是制备陶瓷材料的一个重要环节。

陶瓷制造经历数千年历史,直到20世纪中叶因为烧结理论的创立获得了飞速发展。

上世纪七八十年代关于超细粉体制备和表征的发展,促使陶瓷工艺第二次大发展。

当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成型工艺技术没有突破.压力成型不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。

本文评述了国内外陶瓷现代成型技术，讨论了上述成型方法的基本原理和特点。

关键词：陶瓷, 成型, 技术，进展一引言成型工艺是陶瓷材料制备过程的重要环节之一,在很大程度上影响着材料的微观组织结构,决定了产品的性能、应用和价格[1]。

过去,陶瓷材料学家比较重视烧结工艺,而成型工艺一直是个薄弱环节,不被人们所重视。

现在,人们已经逐渐认识到在陶瓷材料的制备工艺过程中,除了烧结过程之外,成型过程也是一个重要环节。

在成型过程中形成的某些缺陷(如不均匀性等)仅靠烧结工艺的改进是难以克服的，成型工艺已经成为制备高性能陶瓷材料部件的关键技术,它对提高陶瓷材料的均匀性、重复性和成品率,降低陶瓷制造成本具有十分重要的意义。

本文简单回顾了陶瓷成型方法的发展及技术特点。

二成型方法1 胶态浇注成型[2]胶态浇注成型是将具有流动性的浆料制成可自我支撑形状的一种成型方法。

该法利用浆料的流动性,使物料干燥并固化后得到一定形状的成型体。

主要包括以下几种方法:①注浆成型(Slip Casting)是将浆料注入具有渗透性的多孔模具(如石膏)中,模具内部的形状即为所需要的素坯形状,利用多孔模具的毛细管力而使液体排除,从而固化。

注浆成型的模具要具有一定的强度,吸水性好,吸水速度适中。

注浆成型工艺成本低,过程简单,易于操作和控制,但成型形状粗糙,注浆时间较长,坯体密度、强度也不高。

80年代中期,人们在传统注浆成型的基础上,相继发展产生了新的压滤成型(Pressure Filtration)和离心注浆成型(Centrifugal Casting),借助于外加压力和离心力的作用,来提高素坯的密度和强度,而且几乎不需要使用有机添加剂,因而避免了注射成型中复杂的脱脂过程,但由于坯体均匀性差,因而不能满足制备高性能高可靠性陶瓷材料的要求②流延成型(Tape Casting)〔1-2〕也称带式浇注,或刀片法(Doctor-blade)。

江苏理工学院JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY材料先进制备与成形加工技术课程论文学院名称：材料工程学院专业：机械工程2013年04 月浅谈金属半固态成形技术摘要本文综述了半固态成形技术，介绍了半固态成形技术的定义及其成形工艺，研究现状及发展应用，半固态浆料的制备方式及浆料的特点，最后对半固态技术进行了展望。

关键词半固态成形触变成形流变成形1.半固态成形技术定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；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。

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技术。

如下图一所示。

图一半固态成形技术2、半固态加工的成形工艺目前，金属半固态成形的工艺路线主要有两种：一种是触变成形，把制浆与成形结合在一起；另一种是流变成形，将制坯和成形结合在一起。

2．1 触变成形触变成形的工艺路线是将半固态合金浆料铸造成锭坯，根据产品尺寸需要进行下料，经二次加热后，在半固态温度下进行压力加工成形。

由于半固态坯料的加热、输送工艺较为方便，并易于实现自动化操作，因而触变成形工艺在得到了广泛应用。

如半固态金属触变压铸、触变锻造、触变挤压工艺目前都已成熟，并进入实际应用。

随着触变成形工艺的推广和应用，生产实践中发现触变成形工艺也存在一些不足，如成本高，坯料损耗过多，坯料重熔时固相率难以精确控制。

工艺图如图二所示。

2．2 流变成形流变成形是将制备的半固态合金熔体直接转移到成形设备进行成形的工艺方法。

浆料的制备介绍浆料是指由固体颗粒悬浮于液体中形成的混合物。

浆料广泛用于工业生产和科学研究领域，如陶瓷材料、医药制剂、颜料等。

制备高质量的浆料对于获得优异的产品性能至关重要。

本文将介绍浆料的制备过程、常用的制备方法以及相关的优化策略。

制备方法干法制备干法制备是将固体颗粒和干燥剂混合，然后通过物理或化学手段将其制备成浆料的方法。

常用的干法制备方法包括机械研磨法、煅烧法和高能球磨法。

1. 机械研磨法机械研磨法是将固体颗粒放置在球磨罐中，通过球磨体的旋转和碰撞，使颗粒不断碾磨、摩擦和脱落，逐渐形成浆料。

这种方法可以有效地降低颗粒的粒径，提高浆料的均匀性。

2. 煅烧法煅烧法是通过将固体颗粒加热至较高温度，使其发生化学反应，并形成浆料的方法。

在煅烧过程中，固体颗粒会产生熔化和烧结，从而形成浆料。

这种方法适用于一些具有较高烧结温度的颗粒。

3. 高能球磨法高能球磨法是将固体颗粒和球磨体放置在球磨罐中，在高速旋转的球磨体的作用下，颗粒发生碰撞、摩擦和剪切，从而实现浆料的制备。

这种方法具有制备时间短、能耗低的优点，广泛用于制备纳米颗粒浆料。

湿法制备湿法制备是将固体颗粒悬浮于液体中，通过机械搅拌或化学反应形成浆料的方法。

常用的湿法制备方法包括悬浮法、溶胶-凝胶法和共沉淀法。

1. 悬浮法悬浮法是将固体颗粒添加到液体中，通过机械搅拌使颗粒均匀悬浮于液体中，形成浆料。

悬浮法制备浆料需要控制搅拌速度、悬浮剂浓度和pH值等因素，以获得稳定的浆料。

2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过溶胶的形成和凝胶的固化过程制备浆料。

溶胶是由固体颗粒和溶剂混合形成的胶体溶液，凝胶是指凝聚形成的三维网络结构。

溶胶-凝胶法制备的浆料具有高比表面积和较好的均匀性。

3. 共沉淀法共沉淀法是通过将两种或多种溶液中的物质同时沉淀，形成固体颗粒并制备浆料的方法。

共沉淀法适用于制备复杂成分的浆料，可以调控沉淀速度、pH值和浓度等参数以控制浆料的性质。

优化策略颗粒选择不同的颗粒具有不同的形状、大小和表面性质，选择适合的颗粒对于制备高质量的浆料至关重要。

1）机械搅拌浆料制备技术将机械臂等机构伸入浆料中，直接进行机械搅拌，在合金液冷却过程中，液态金属在凝固过程中产生的枝晶在机械臂的强搅拌作用下发生破碎，形成球形晶，初生相转变为球形，最终获得一定的固相分数的浆料。

2）电磁搅拌浆料制备技术通过磁场的变化，借助电磁力的作用来强化半固态金属浆料的运动，改变金属半固态金属凝固过程中熔体的传热传质过程，从而达到对半固态金属浆料搅拌的目的，细化晶粒，制备处适宜的固相分数的浆料。

3）螺旋式机械搅拌浆料制备技术液态合金送入搅拌系统内，浆料在螺旋机构的旋转作用下而发生强烈的搅拌，同时在搅拌过程中被快速冷却到预期的固相分数,最终使初生固相转变为球状颗粒, 并均匀分布在低熔点的液相中，获得浆料。

4）低过热度倾斜板浇注浆料制备技术将金属液浇注到一个倾斜板上,金属在倾斜板向下流动过程中，合金液形成紊流，合金液内部的枝晶受到一定的剪切作用，而被打碎，同时合金液在倾斜板上受到在一定程度的冷却作用，获得了较低过热度的熔体流入收集坩埚, 再经过适当速度的冷却凝固, 这时的半固态合金熔体中的初生固相就呈球状, 均匀分布在低熔点的残余液相中, 最后对坩埚中的金属浆料进行温度调整, 以获得尽可能均匀温度场或固相率的浆料。

5）蛇形通道浆料制备技术将过热合金液浇入到立式蛇形通道中, 过热合金液沿着蛇形通道的内壁向下流动不断改变流动方向, 在冲击力的作用下合金液受到了一定的剪切和搅拌的作用，使合金浆料内部枝晶破碎，同时向导热性良好的弯曲形的通道内壁迅速传热, 在合适长度的通道中，浆料受到适宜的冷却，最终可获得具有球状初生相的半固态合金浆料。

6）低温液相线铸造技术在近液相线附近温度浇铸时由于有适度的过冷度，降低了晶核的临界半径和临界形核功，提高了晶坯形成晶核的概率，由于晶核数量增加, 使浇铸凝固时晶粒得到了细化。

7）熔体混合浆料制备技术利用制浆室内熔体分散器的转动所产生的离心力，将大量金属液体均匀分散到低温的制浆室筒壁上，形成向下流动的厚度极小的液膜，利用筒壁对其进行冷却，实现熔体的强制分散，促使整个熔体中发生异质形核，这些晶核在均匀的温度场中以球状方式生长，最终制备晶粒细小的的半固态浆料8）转桶搅拌浆料制备技术使金属浆料在合适的凝固速度条件下，通过旋转的锥形内桶与固定的外桶之间的缝隙产生的剪切和搅动作用，打碎枝晶，促进球形晶的形成，最后获得组织均匀的球状晶半固态浆料。

倾斜试验在科学研究和工程领域中，倾斜试验是一种常见的实验方法，用于研究物体或系统在倾斜状态下的行为和性能。

倾斜试验可以帮助人们更好地理解物体在不同倾斜角度下的稳定性、动态响应以及其他重要特性。

背景倾斜试验在各个领域有着广泛的应用，例如建筑工程、土木工程、机械工程等。

通过对物体进行倾斜试验，可以评估其在倾斜状态下的稳定性、荷载承受能力，以及其他相关性能。

这种试验可以帮助工程师和研究人员设计更安全、稳定的结构和设备。

试验设计倾斜试验的设计通常包括以下几个步骤：1.选择试验对象：确定需要进行倾斜试验的物体或系统，可以是建筑结构、机械设备、材料等。

2.确定倾斜角度：根据试验的目的和要求，确定物体需要倾斜的角度范围，通常会进行多个不同角度的试验。

3.搭建试验平台：准备好用于进行倾斜试验的平台或设备，确保试验过程中能够对物体施加所需的倾斜力。

4.采集数据：在进行倾斜试验过程中，需要及时采集相关数据，例如倾斜角度、物体的位移和变形情况等。

5.分析结果：根据试验数据对物体在不同倾斜状态下的行为和性能进行分析，得出结论并提出相关建议。

应用领域倾斜试验在不同领域有着各自的应用：•建筑工程：通过倾斜试验可以评估建筑结构在地震等自然灾害中的性能，提高建筑物的抗震性能。

•机械工程：倾斜试验可以测试机械设备在不同倾斜条件下的运行情况，评估其在实际工作环境中的稳定性和可靠性。

•土木工程：用于研究土体在倾斜状态下的稳定性，评估山体滑坡等地质灾害的风险。

结论倾斜试验是一种重要的实验方法，可以帮助人们更好地理解物体在倾斜状态下的行为和性能。

通过倾斜试验，我们可以更好地设计和工程更安全、稳定的结构和设备，为各个领域的发展做出贡献。