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半固态压铸工艺
嘿，你知道吗，有一种超厉害的工艺，叫做半固态压铸工艺。
我记得有一次去参观一家工厂，就亲眼看到了这个工艺的神奇之处。
当时我走进车间，就被各种机器设备吸引住了。
然后就看到工人们正忙碌地操作着，在一个区域，他们正把一些金属材料放进一个特殊的装置里，这就是半固态压铸的设备啦。
只见那些金属材料在里面经过一系列处理后，慢慢变成了一种很奇特的状态，有点像软软的面团，但又不完全是。
接着，这些处于半固态的金属就被准确地注入到模具中，然后经过压铸，不一会儿，一个个形状精美的零件就出来啦！我当时就特别惊讶，原来这些我们生活中用到的好多东西都是通过这样的工艺制造出来的呀。
这个半固态压铸工艺可真不简单呢！它能让金属材料在半固态的状态下更好地成型，生产出来的东西质量更好，也更耐用。
而且它还很高效，能大大提高生产的速度。
就好像一个神奇的魔法师，把那些普通的金属变成了各种各样有用的宝贝。
哎呀呀，这就是半固态压铸工艺啦，是不是很有意思呀！真的是一种超级实用又厉害的工艺呢！。
镁合金半固态压铸技术哎呀，说起这个镁合金半固态压铸技术啊，我可得好好跟你唠唠。
这玩意儿，听起来挺高大上的，其实呢，就是把镁合金这种轻飘飘的材料，通过一种特殊的压铸方法，做成各种形状的零件。
这技术，可真是个好东西，轻巧、结实，用在汽车、飞机上，那可是能减轻重量，提高燃油效率的。
记得有一次，我去参观了一个工厂，那里面就用了这种技术。
一进门，就看到一排排的机器，轰隆隆地响个不停。
我心想，这得是多复杂的工艺啊。
结果，你猜怎么着？其实这技术说起来也不难，就是把熔化的镁合金，冷却到半固态的状态，然后压铸成型。
我看着那些工人，他们操作着机器，把熔化的镁合金倒进模具里。
那镁合金，一开始是液体，亮晶晶的，像水一样流动。
但是，等它冷却到半固态，就变得有点像果冻，软软的，但又有一定的形状。
这时候，机器一压，嘿，那镁合金就乖乖地变成了想要的形状。
我还记得，那个工厂的师傅跟我说，这种技术的好处可多了。
首先，它做出来的零件，质量轻，强度高，用在汽车上，能减轻车重，提高燃油效率。
其次，这种压铸技术，生产效率高，成本也低，对环境的影响也小。
你看，这技术，既环保又经济，多好啊。
我在那工厂里转悠了半天，看着那些工人忙碌的身影，听着机器的轰鸣声，心里有种说不出的感慨。
这技术，虽然听起来复杂，但其实，它就是把简单的物理原理，用到了极致。
把熔化的金属，冷却，压铸，就成了我们生活中不可或缺的零件。
最后，我离开工厂的时候，回头望了望那些还在忙碌的机器，心里想，这镁合金半固态压铸技术，真是个了不起的发明。
它不仅让我们的生活更加便捷，还让我们的环境更加美好。
这技术，虽然不起眼，但却是现代工业的一颗璀璨明珠啊。
半固态成形1.引言材料的微观结构是材料科学和工程的核心内容,是材料加工和材料行为之间的关键纽带。
因此对材料在成形过程中微观结构的有效控制成为材料工作者孜孜追求的目标。
对于大多数材料来说,尤其是金属材料,凝固是最重要的成形途径。
在过去数十年中,凝固过程中微观结构形成这一领域的基础科学理论和实践均取得了重大进展.材料微观组织特征形貌的形成依赖于生长前沿液固相界面的形状和条件,以及在固态冷却时的相变过程。
在熔体中固相生长前沿是一个自由边界层问题,因此液固界面形状在凝固过程中的演化十分复杂.科研工作者们对于在凝固过程中外在因素,诸如微重力场、电磁场、超声场等对于微观组织的影响进行了广泛深入的研究。
其中由外场引起的强制对流对凝固组织的影响成为材料科学的基础研究领域之一,而强制对流在金属熔体凝固过程中对微观组织及其流变性能的影响同时促进了一门新兴加工技术的发展一一半固态金属加工工艺( SSM﹣Semi﹣solidmetal processing)。
由于半固态金属成形具有许多独特的优点,如近(净)终成形、产品高质量和高性能、工艺节能等,被誉为21世纪最具前途的金属材料加工技术之一。
20世70年代初，美国麻省理工大学的Flemings教授等提出了一种金属成形的新办法。
即半固态铸造技术。
由于半固态金属成形具有许多独特的优点，因此，近年来。
在理论和技术研究以及应用上引起各国的高度重视。
自1990年至今，国际上召开了多次半固态铸造专题的学术会议。
在美国、日本和意大利等国，采用半固态铸造技术生产铝合金、镁合金成形件的企业发展迅速。
半固态铸造金属部件产品在汽车、通信、电器、航空航天和医疗器械等领域得到应用。
国外有的学者将其称为追求省能、省资源、产品高质量化、高性能化的21世纪最有前途的技术材料加工技术之一。
由于半固态铸造工艺采用了非枝晶半固态浆液料，打破了传统的枝晶凝固模式，所以半固态金属与过热的液态金属相比，含有一定体积比率的球状初生固相，与固态金属相比，又含有一定比率的液相。
精心整理
半固态金属铸造工艺
3.1概述
3.2工艺原理
在普通铸造过程中，初晶以枝晶方式长大，当固相率达到0.2左右时，枝晶就形成连续网络骨架，失去宏观流动性。
如果在液态金属从液相到固相冷却过程中进行强烈搅拌，则使普通铸造成形时易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态，悬浮于剩余液相中。
这种颗粒状非枝晶的显微组织，在固相率达0.5-0.6时仍具有一定的流变性，从而可利用常规的成形工艺如压铸、挤压，模锻等实现金属的成形。
3.3合金制备
制备半固态合金的方法很多，除机械搅拌法外，近几年又开发了电磁搅拌法，电磁脉冲加载法、超声振动搅
-铝合金和铝-1993SIMA 状组织。
该方法的特点是，不需要加入合金元素也无需搅拌。
V.Dobatkin 等人提出了在液态金属中加细化剂，并进行超声处理后获得半固态铸锭的方法，称之为超声波处理法，如图1所示。
图1超声波处理法示意图
3.4成形方法
半固态合金成形方法很多，主要有：
（1）流变铸造（Rheoforming,Rheocast ）
图2触变铸造工艺示意图
1压铸合金2连续供给合金液3感应加热器4冷却器5流变铸锭6压射室7压铸模
在金属液从液相到固相冷却过程中进行强烈搅动，在一定固相分数下，直接将所得到的半固态金属浆液压铸或挤压成形，见图2。
如R.Shibata等人曾将用电磁搅拌方法制备的半固态合金浆液直接送入压铸机射室中成形。
该方法生产的铝合金铸件的力学性能较挤压铸件高，与半固态触变铸件的性能相当。
问题是，半固态金属浆液的保存和输送难度较大，故实际投入应用的不多。
（2）触变铸造（Thixoforming,Thixocast）
将已制备的非枝晶组织锭坯重新加热到固液两相区达到适宜粘度后，进行压铸或挤压成形，如图3所示。
图3触变铸造工艺示意图
1坯料2软度指示计3坯料重新加热装置4压射室5压铸模
美国的EOPCO、HPMCorp.、PrinceMachine、THTPresses以及瑞士的Buhler公司、意大利的IDRAUSA、ItalpresseofAmerica、加拿大的ProducerUSA、日本的ToshibaMachineCorp和UBEMachineryServices等均已能生产半固态铝合金触变成形专用设备。
该方法对坯料的加热、输送易于实现自动化，故是当今半固态铸造的主要工艺方法。
（3
（4
4所示。
（5
(1)
1
2
3
4
5
6
7
(2)
1）铸件质量高。
因晶粒细化、组织分布均匀、体收缩减少、热裂倾向下降，基体上消除了缩松倾向，力学性能大幅度提高。
2）凝固收缩小，故成形后尺寸精度高，加工余量小，近净成形。
3）成形合金范围广。
非铁合金有铝、镁、锌、锡、铜、镍基合金；铁基合金有不锈钢、低合金钢等。
4）制造金属基复合材料。
利用半固态金属的高粘度，可使密度差大、固溶度小的金属制成合金，也可有效地使用不同材料混合，制成新的复合材料。
3.6半固态铸造技术的最新发展
3.6.1镁合金半固态温度区间扰动和浇温对铸态组织的影响
AZ91HP镁合金在不锈钢坩埚电阻炉中升温至720℃保温10分进行精炼处理后，在液相线附近进行短时保温处理，可减小枝晶组织形成趋势；降低处理温度、对熔体进行扰动均加速晶粒向等轴形乃至球形发展；在半固态温度区间对熔体吹氩（Ar）处理，使熔体扰动，提高了形核率，加速了
枝晶臂的熔断和晶粒等轴化，可得到均匀分布的非枝晶组织；这使成形后的半固态铸件中，硬脆的β相含量减少，且呈纤细的网状分布于初生的α相晶界处，提高了镁合金半固态铸件的力学性能（铸造，2006，55（2）：120-125）。
3.6.2先进的半固态合金的制浆方法
图5倾斜板法制备半固态浆料装置
图6高铬白口铸铁球状奥氏体半固态浆料组织
在已提出的先进的制浆方法中，倾斜板技术的原理和设备简单、工艺易控、成本较低。
图5为采用倾斜板法制备半固态亚共晶高铬白口铸铁半固态浆料装置，金属液在在冷却体激冷作用下，奥氏体以非均匀方式大量形核长大、枝晶熔断、折断、破碎进而细化，形成球状奥氏体，图6为其球状奥氏体半固态浆料组织形貌（铸造，2006，55（2）：156-159）。
3.6.3 Al-6Si-2Mg铝合金半固态触变成形压铸
图7半固态触变成形压铸Al-6Si-2Mg铝合金水泵盖及其微观组织
5757，
孔，经
度。
