铝合金半固态成形方法

铝合金半固态成形方法

刊名：ISRN Materials Science（英）

刊期：2013年第1期

作者：M.S.Salleh et al

编译：张为荣

首先，对铝合金的流变特性进行了分析研究。粘性较高的合金不适宜使用半固态成形（SSM），初生相中的固相分数是决定半固态熔浆粘性的主要因素。试验表明，最有效的固相分数范围为0.5～0.6（太低无法承受自身质量，太高则导致流动性较差无法注满压铸型腔）。将半固态熔浆的流变特性分假塑性、触变成形性和连续冷却行为3种。半固态金属的表面粘度随着固态体积比和冷却速率的增大而增加（高冷却速率导致微观结构中树枝晶体积大量增加），随着剪切速率的增大而降低。

其次，需要改变材料比例，拓宽现有的铝合金种类并制造出最适于半固态成形的铝合金材料。在总结多个研究工作基础上，基于已商用化铝合金（如A356和A319）进行了添加材料和比例分配的调整，主要分析了新型铝合金的触变成形性。

然后，半固态成形需要铝合金原料在二次加热后微观结构呈球形颗粒状。如今有多种方法能够提供这种微观形态的原料，如过流冷却（CS）、低过热度铸造（LSC）和电磁搅拌法（MHD）。其中，电磁搅拌法效果最好并能够提高触变成形产品的力学性能。

最后，将半固态成形与压铸、挤压铸造和金属铸造3种加工方法在原料、工具、前期资本和工时等方面进行对比。由于半固态成形原料的价格及电磁系统的使用率均较高，其成本偏高。因此，开发新的低成本原料和加工系统是半固态成形技术迅速发展的前提条件。