半固態(tài)金屬成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用——黑色金屬鍛造
半固態(tài)金屬成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用——黑色金屬鍛造
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      半固態(tài)金屬成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用——黑色金屬鍛造
      70年代初美國麻省理工學(xué)院的M.Flemigs和D.Spencer發(fā)現(xiàn),處于固-液相區(qū)間的合金經(jīng)過連續(xù)攪拌后呈現(xiàn)出低的表觀粘度,此時在結(jié)晶過程中形成的樹枝晶被粒狀晶代替。這種漿料很容易變形,只要加很小的力就可以充填復(fù)雜的型腔,從而開發(fā)出一種新的金屬成形方法—半固態(tài)金屬成形。半固態(tài)金屬成形可以分為流變成形和觸變成形兩種。前者是利用半固態(tài)金屬的流變性能,將經(jīng)過強(qiáng)烈攪拌的金屬漿料加壓成形。后者則利用金屬觸變性能,將凝固的攪拌金屬漿料加熱至半固態(tài)再加壓成形。半固態(tài)金屬成形具有能消除氣孔、縮孔,提高零件的機(jī)械性能及模具壽命,減少凝固收縮,提高零件尺寸精度等優(yōu)點(diǎn)。半固態(tài)金屬易于搬運(yùn)和輸送,為連續(xù)高效的自動化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。在節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境方面也較傳統(tǒng)的鑄造方法更為優(yōu)越。鋁鍛件目前美國、西歐已將半固態(tài)加工成形技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)。美國軍方把用流變鑄造法制造復(fù)合材料坦克零件列為五年工藝研制規(guī)劃之一。在川崎制鐵等18家大型公司的資助下,日本從1988~1994年成立了專門研究機(jī)構(gòu),對半固態(tài)金屬的性能、制造與加工技術(shù)進(jìn)行了全面的研究,目前已著手工業(yè)化生產(chǎn)。我國對半固態(tài)金屬成形技術(shù)的研究基本上還處于實(shí)驗(yàn)室階段,離工業(yè)性生產(chǎn)尚有一定距離。歡迎光臨公司網(wǎng)http://www.kszhenda.com
      1 半固態(tài)金屬的流變特性  半固態(tài)金屬的流變特性是指在外力作用下半固態(tài)金屬的流動、變形性能。研究半固態(tài)金屬的流變特性對半固態(tài)金屬的制備和成形技術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)金屬液中固體金屬顆粒的組分大于0.05~0.1時,其流變行為即呈現(xiàn)非牛頓體型。在更高的固體組分(0.5~0.6)時,漿料呈非線性粘塑性,具有賓漢 (Binghan)流體的特性。雖然合金成份、半固態(tài)金屬的制造條件、固體相的形狀與大小等因素對半固態(tài)金屬的流變性能都有影響,但固相組分的數(shù)量對流變性能的影響最大。通常用半固態(tài)金屬的表觀粘度作為其流變性的指標(biāo)。通過在一定剪切變形速度及冷卻條件下的攪拌試驗(yàn),測定了在不同固體組分下的鋁、銅、鐵半固態(tài)金屬的表觀粘度,見圖1,并采用懸濁液的粘度公式對表觀粘度與固相率的關(guān)系進(jìn)行回歸分析,得到如公式(1)所示的半固態(tài)金屬表觀粘度表示式中:—半固態(tài)金屬表觀粘度,—金屬液表觀粘度(—合金度,C—凝固速度,—剪切變形速度,—固相率。
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