半固态铸造成型技术是精密铸造工艺中的一种,根据工艺流程不同,半固态铸造可分为流变铸造和触变铸造两类。半固态金属流变注射成型是以流变铸造为基础的一种新的半固态铸造方法。将其与塑料注射成型原理结合,应用于半固态金属流变铸造中,集半固态金属浆料的制备、输送、成型等过程于一体,解决了半固态金属浆料的保存及输送困难的问题,是对“一步法”技术的重大突破。以下是半固态精密制造工艺流程与成型技术要点,仅供参考:
(1)流变铸造是将从液相到固相冷却过程中的金属液进行强烈搅动,在一定的固相分数下将半固态金属浆料压铸或挤压成型,又称“一步法”。其关键技术包括半固态浆辩制备、流变铸造成型。流变铸造工艺更简单,能耗更低(不需二次加热),铸件成本也更低。在流变铸造中,由于半固态金属浆料的保持及输送控制严格而困难,目前实际应用较少。半固态金属浆料的获取、保持及输送等问题如能获得进展和突破,流变铸造的工业应用前景更加广阔。
(2)触变铸造,先由连铸等方法制得具有半固态组织的锭坯,再切成所需长度,然后加热到半固态状后进行压铸或挤压成型,又称“二步法”。其关键技术是半固态浆料制备,半固态坯料制备,二次加热、触变成型。目前主要应用触变铸造,但要先成型半固态金属坯料,制造成本高,二次加热能耗大,工艺过程较复杂。
半固态精密铸造成型的原理是在金属液的凝固过程中进行强烈搅拌,使普通铸造易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒组织形态,从而制得半固态浆料,然后直接将浆料铸成坯料或利用常规的成型技术如压铸、挤压等实现零件的成型。根据其工艺流程的不同,半固态精密铸造成型分为流变铸造成型和触变铸造成型两类。流变铸造是将获得的半固态浆料直接进行铸造;触变铸造则是先制备具有半固态组织的坯料,再将坯料加热到液固相区间之后进行成型。
1.半固态浆料的制备方法
制备半固态浆料的方法很多,除机械搅拌方法外,还有电磁搅拌法、电磁脉冲加载法、超声振动搅拌法、倾斜板法、外力作用下合金液沿弯曲通道的强迫流动法、应变诱发熔化激活法、喷射沉积法、控制合金浇注温度法等。其中机械搅拌法是制备半固态合金早期使用的方法,电磁搅拌法和控制合金浇注温度法是具有工业应用潜力的方法。
2.其他半固态成型工艺
除了采用压铸、挤压方法进行半固态成型以外,还有利用塑料注射成型原理进行半固态成型,称为流变注射成型、触变注射成型。半固态注射成型仅适用于低熔点如镁合金的半固态精密铸造成型。
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