半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)知多少？

??熔模鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等傳統(tǒng)的成形技術(shù)，已難以滿足汽車輕量化對高端零部件的要求,或許我們可以從半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)中得到一些啟發(fā)。

??隨著汽車輕量化趨勢的發(fā)展，汽車零部件使用的材料也在發(fā)生改變。在乘用車領(lǐng)域，目前絕大多數(shù)缸體、缸蓋和下缸體都采用了鋁合金材料，從而帶來了一系列新的加工挑戰(zhàn)。熔模鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等傳統(tǒng)的成形技術(shù)，已難以滿足汽車輕量化對高端零部件的要求。為了更好適應(yīng)市場需求，尋求新的工藝或設(shè)備成為不少零部件生產(chǎn)廠家亟待解決的難題，或許我們可以從半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)中得到一些啟發(fā)。?
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??何為半固態(tài)壓鑄成形？?
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??半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)是指，鋁合金在由液態(tài)向固態(tài)凝固的過程中，溫度降至液相線和固相線之間（固液兩相區(qū)）時，通過施加一定外界影響方式，使鋁合金的顯微組織呈為一種液相包圍球狀固相的組織，在此溫度區(qū)間內(nèi)，鋁合金既可以像固體一樣具有一定固定形狀，也可以在受到輕微的外力擠壓后輕易流動，并利用鋁合金在這種狀態(tài)下進行壓鑄成形的工藝。半固態(tài)成形技術(shù)是20世紀(jì)70年代初由美國麻省理工學(xué)院M.C.Flemings教授等提出了一種新的金屬成形方法，其技術(shù)路線見圖1所示。?
??半固態(tài)壓鑄的原理及優(yōu)勢?
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??半固態(tài)金屬成形技術(shù)打破了傳統(tǒng)的枝晶凝固模式，在成分及組織均勻性、提高成形零件的綜合力學(xué)性能及降低成形件內(nèi)部缺陷等方面具有其獨特的優(yōu)勢。其加工溫度比液態(tài)低，凝固收縮小從而鑄造疏松少（或無），充型平穩(wěn)從而氣孔缺陷和氧化物夾雜少（或無），可以進行固溶+時效（T6）熱處理，改善傳統(tǒng)鑄造方法存在的鑄造質(zhì)量。半固態(tài)較低的成形溫度使得模具熱沖擊小，延長模具壽命。相對鍛造等熱變形成形工藝，半固態(tài)成形變形抗力小，從而可一次大變形量加工成形形狀復(fù)雜且精度及性能要求較高的零部件，克服傳統(tǒng)鍛造方法中成本高、不能成形復(fù)制件的缺點，具有凈成形、高質(zhì)量、高性能、低能耗、低成本等許多獨特的優(yōu)點，被國內(nèi)外研究學(xué)者譽為21世紀(jì)最具前途的金屬材料加工技術(shù)之一。?
??半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)設(shè)計及開發(fā)?
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??半固態(tài)壓鑄模具設(shè)計及開發(fā)應(yīng)遵循一些基本的原則，如在設(shè)計過程中應(yīng)避免或減少匯流，需要增加油或電加熱系統(tǒng)，考慮溫度梯度的影響等；為了保證高壓補縮順利進行，充型之后鑄件留有補縮通道，澆道橫截面積沿充型方向應(yīng)減少10-20%；內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在零件最厚的位置，而且內(nèi)澆口尺寸比常規(guī)鑄造要厚；由于半固態(tài)漿料中含有一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的固相，漿料粘度比傳統(tǒng)鑄造高，半固態(tài)漿料壓鑄時，低速壓射階段的壓射速度可比液態(tài)金屬壓鑄時快些，高速壓射階段的壓射速度要比液態(tài)金屬壓鑄時慢些。?
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??在世界范圍內(nèi)，壓鑄廠正在開展各種開發(fā)工作，特別是在流變壓鑄方面。成本和工藝優(yōu)化是進一步開發(fā)的主要目標(biāo)。從長遠(yuǎn)來看，半固態(tài)鑄造成型鑄件將在高應(yīng)力零件中發(fā)揮重要作用。?
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（文章部分內(nèi)容來自壓鑄實踐、蓋世汽車、中國壓鑄展）?





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