第四金属的液态成形与半固态成形-2.ppt
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1、第四章 金属的液态成形 与半固态成形,4.1 液态成形 4.2 半固态成形 4.3 快速凝固成形,4.2 半固态成形,1、定义: 半固态成形即半固态合金成形,是介于液态成形和固态成形之间的一种成形方法。 半固态合金是将合金熔化后,待它冷却到液相线温度以下,对合金进行搅拌,在搅拌力的作用下,合金析出的树枝状晶被破坏,并在周围金属液的摩擦熔融作用下,晶粒和破碎的枝晶小块形成卵球状的颗粒,分布在整个液态金属中。该合金即使固态组分达40%-60%,仍然像糊状悬浮液,具有一定的流动性。而在剪切力较小或为零时,它又具有固体性质,可以搬运储藏。,利用半固体合金独特的性质实现浇注或压注成形的方法,称为半固态成
2、形。,2、半固态成形的特点 应用范围广。适合各种合金和复合材料,可采用铸造、挤压、锻造和焊接等多种成形工艺。 铸件质量高,力学性能好,尺寸精度高。 对成形装置的热冲击小,能耗低。 便于实现自动化,劳动生产率高。 生产成本低。,3、半固态成形的发展 20世纪70年代初,美国MIT的博士研究生D B Spencer在研究Sn-15%wt Pb合金的高温特性时,偶然发现金属的半固态力学行为和组织特点。这些发现引起了MIT的M C Flemings 教授的特别重视,投入大量人力、物力,进行了深入、广泛的研究,创立了金属半固态铸造技术。 半固态流变铸造(rheocasting) 金属液 搅拌、凝固半固态
3、浆料 输送 成形,4、半固态合金的制备方法 半固态合金的制备常用机械搅拌法、电磁搅拌法和应变激活工艺。,间歇式机械搅拌,连续式机械搅拌,电磁搅拌法是利用旋转磁场使金属液产生运动,达到搅拌金属液的目的。 目前有两种方法。一种是在感应线圈内通交变电流,另一种是旋转永磁体法。 电磁搅拌法不会污染金属液,控制方便灵活,但设备投资大,成本高。,电磁搅拌,应变激活工艺(Strain-induced melt activation process,SIMA),预先连续铸造出晶粒细小的金属锭, 再将金属锭热态挤压变形,变形量要大,通过变形破碎铸态组织,随后再加以小量冷变形,在组织中储存部分变形能量,最后按需要
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