半固态压铸技术研究发展现状

回顾了半固态压铸技术的发展历史,介绍了其国内外研究现状,包括半固态金属触变压铸和流变压铸工艺,重点介绍了铝合金及镁合金半固态压铸技术研究及应用现状,讨论了半固态压铸成形技术存在的问题及发展策略.     

压铸铝合金及压铸技术的研究进展

综述了压铸铝合金的开发及应用状况、计算机模拟技术在压铸铝压铸技术中的应用、半固态流变压铸浆料制备及超低速压铸技术等先进铝合金压铸技术研究的最新进展.并指出将不同先进压铸技术的结合应用,可进一步提高铝合金压铸件性能,促进压铸技术的发展.     

镁合金半固态流变压铸充型流动过程分析

通过压铸实验分析了镁合金半固态流变压铸、液态压铸充型流动过程.结果表明,镁合金半固态流变压铸和液态压铸充型流动过程相似;相同充型条件下,半固态流变压铸卷气现象较少,压铸件质量优于液态压铸.同时,内浇道充型速度和内浇道尺寸对压铸件充填过程影响很大,合理的设置可以减少涡流和卷气,得到高质量的压铸件.     

A356半固态触变充型与压铸充型过程模拟比较

利用商业软件Flow-3D，模拟了A356合金半固态触变压铸和普通压铸的充型流动过程。模拟结果表明：相同模具结构中的半固态压铸和普通压铸充型过程，半固态流动平稳，普通压铸由于湍流流动，因而容易出现气孔、卷气夹杂等缺陷。半固态触变压铸和普通压铸具有相同的流动通道。     

镁合金半固态压铸触变成形技术的研究与进展

介绍了镁合金半固态触变成形技术中的三个关键技术：非枝晶组织半固态浆料的制备、坯料的二次加热、半固态触变压铸成形.并综述了镁合金半固态压铸触变成形技术的研究现状和发展前景.     

半固态流变压铸的研究现状与发展趋势

介绍了近年来一些新的流变压铸方法,如单螺旋、双螺旋机械搅拌式流变成形、压射室制备浆料式流变成形、低过热度倾斜板浇注式流变成形等.介绍国内外在半固态流变压铸领域的研究现状,指出了现今环境下半固态流变压铸所存在的问题,及半固态流变压铸今后的发展方向.     

半固态镁合金流变压铸型腔充填过程模拟

应用计算机数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸的型腔充填过程.在相同条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,卷气现象少于液态金属压铸成形.半固态镁合金压铸零件能够进行热处理,铸件内在质量优于液态镁合金压铸件.     

AZ91D镁合金自孕育流变压铸组织及性能

采用自孕育制浆结合高压压铸制备了AZ91D镁合金流变压铸件,研究了浆料保温时间对其凝固组织及力学性能的影响,采用能谱分析了液态压铸和半固态压铸组织及成分差异的原因,利用光学显微镜和扫描电镜观察了压铸件不同部位的凝固组织。结果表明:自孕育流变压铸能够细化AZ91D镁合金液态压铸组织,获得近球状初生α-Mg晶粒,且自孕育流变压铸过程形成的二次α-Mg晶粒相比液态压铸过程形成的细小激冷晶,Al元素含量显著升高;浆料保温时间只影响流变压铸件初生α-Mg晶粒,不影响二次凝固组织;采用自孕育流变压铸能够显著提高压铸件力学性能,并在保温3 min时达到最佳综合力学性能。     

铝合金的半固态压铸及其机理的探讨

本文描述了铝合金的不加搅拌的半固态压铸试验和批量生产、半固态流变压铸试验、半固态搅溶压铸试验;同时对半固态压铸的机理进行了探讨。     

汽车用铝合金半固态零件触变压铸工艺研究

针对半固态触变压铸工艺特点,对国产J1128卧式冷室普通液态压铸机的压射系统和模具系统进行了结构改进,对压铸工艺参数进行了优化选择,并采用半固态专用铝合金AlSi6Mg2和商用铝合金A357开展了大量半固态触变压铸试验研究.结果显示:半固态触变压铸工艺与普通液态压铸有很大的不同,在压射室和模具预热温度分别为100℃和250℃,低压压力为4.0MPa,射料二速工作压力为12MPa,增压压力为20MPa,快压射速度为1.4m/s条件下可获得冲型完好的汽车用铝合金半固态零件.     

汽车用铝合金半固态零件触变压铸工艺研究

针对半固态触变压铸工艺特点,对国产J1128卧式冷室普通液态压铸机的压射系统和模具系统进行了结构改进,对压铸工艺参数进行了优化选择,并采用半固态专用铝合金AlSi6Mg2和商用铝合金A357开展了半固态触变压铸试验研究.结果表明: 半固态触变压铸工艺与普通液态压铸有很大的不同,在压射室和模具预热温度分别为100 ℃和250 ℃,低压压力为4.0 MPa,射料二速工作压力为12 MPa,增压压力为20 MPa,快压射速度为1.4 m/s条件下可获得充型完好的汽车用铝合金半固态零件.     

金属半固态触变压铸工艺的探讨

结合金属半固态加工技术的特点,通过与传统液态压铸技术的比较,分析了半固态触变压铸的工艺过程、充型机理及工艺要素.同时对半固态压铸模具及压射系统的改进也进行了讨论,给出了选用半固态压铸机的一般流程.     

AM60镁合金半固态触变压铸充型过程的数值模拟

利用商业CFD软件Flow-3D,对AM60镁合金半固态触变压铸和普通压铸的充型流动过程进行数值模拟.结果表明:在模具结构相同的情况下,半固态浆料充型平稳,没有形成喷溅和卷气现象,有利于获得充型完整、轮廓清晰、内部组织致密的半固态成形件;而普通压铸由于湍流流动,容易出现气孔、卷气夹杂等缺陷.对充型过程的缺陷进行定量跟踪,说明了压铸充型时溢流槽的重要性.通过压力测量研究了特殊点压力的分布特点.     

镁合金半固态流变压铸型腔流动过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸成形充型流动过程.结果表明:半固态流变压铸成形在不同的内浇口尺寸与位置条件下都可以获得平稳的充型流动场,其工艺参数设计灵活;同等条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,成形铸件的质量优于液态压铸成形.模拟结果与实验结果比较分析,两者的流动特征基本吻合.     

AZ91D半固态流变压铸成形的研究

采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料；研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺。结果表明：压射压力在40～50MPa，压射充型速度在10～15m／s内，固相率在10％～60％的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件；半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度、伸长率分别提高37％、44％，并可施以热处理，进一步提高性能，易于实现“净近成形”。     

半固态A356铝合金流变压铸充填过程的数值模拟

建立了半固态A356铝合金浆料的表观粘度触变模型,模拟了米字型压铸件的流变充填过程,并进行了实际流变充填验证.验证性的流变压铸表明,所建立的表观粘度触变模型正确可行,可用来模拟半固态A356铝合金浆料的流变压铸充填过程.数值模拟还表明,压射比压、内浇道浆料的流动速度和浆料温度对半固态A356铝合金的流变压铸充填过程具有重要影响.较大的压射比压、内浇道浆料的流动速度和浆料温度有利于流变充填;流变压铸的内浇道尺寸对半固态A356铝合金的流变压铸充填过程具有重要影响,较大的内浇道尺寸有利于流变充填,对于米字型压铸件而言,合适的压铸工艺参数为:压射比压不小于30MPa,内浇道的流动速度不小于3.00m/s,浆料温度在595℃以上.     

铝合金半固态流变压铸过程数值模拟及试验验证

采用模拟软件对Al-Si合金半固态流变压铸的充型和凝固过程进行模拟,并与试验进行了对比.结果表明,浇注温度为610℃、压射速度为90 mm/s、料柄及内浇口直径为40 mm时,半固态压铸的卷气以及缩凹缺陷明显减少.同时,通过对温度场的模拟分析,得出铸件的边缘部位与中部具有不同的凝固速度和微观组织,经过试验观测,证明了实验结果与模拟结果的一致性,为铝合金半固态流变压铸的工艺参数拟定和模具设计提供了借鉴.     

流变压铸YL112铝合金的微观组织特征

将剪切低温浇注半固态（LSPSF）浆料制备工艺与传统高压铸造工艺衔接,研究出一种半固态浆料直接成形工艺——流变压铸技术。结果表明：LSPSFI艺可在15～20s制备出初生α（Al）形状因子为0．93,晶粒尺寸为70μm且分布均匀,初生α（Al）内部没有夹裹液相的YL112铝合金半固态浆料：与传统压铸相比,流变压铸可改善YL112合金铸件的微观组织,半固态浆料在二次凝固中发生体积凝固,铸件微观组织细小且分布均匀。该LSPSF流变铸造工艺与传统压铸工艺衔接简便,半固态浆料输送平稳,具有较强的可操作性。     

半固态7075铝合金流变压铸充填性与组织分布

采用倒锥形通道制备半固态7075铝合金浆料,试验研究了浆料的成形温度、压射比压和压铸模温度对半固态流变压铸7075铝合金充填性能的影响.结果表明,半固态7075铝合金浆料适当高的成形温度有利于充填性能的提高;压射比压和压铸模温度对半固态7075铝合金流变压铸充填性也有影响,压射比压越大,充填性越好.此外,采用倒锥形通道制备的半固态7075铝合金浆料组织分布较均匀,在后续流变压铸件的组织也均匀、致密,表明通过此工艺方法可获得力学性能较好的半固态7075铝合金压铸件.     

6061铝合金自孕育流变压铸薄壁件制备及组织性能

采用自孕育法制备6061变形铝合金半固态浆料,研究浆料保温时间对自孕育流变压铸件凝固组织及力学性能的影响,并分析了压铸件不同部位的凝固组织及其差异形成的原因。结果表明:自孕育法可有效改善6061铝合金传统铸造形成的粗大树枝晶组织,制备出具有等轴状或球状初生α-Al晶粒的铸件。采用自孕育法制浆结合高压压铸能成形完整的6061铝合金半固态流变压铸件。相比传统金属型铸造和液态高压压铸,自孕育流变压铸能显著提高铸件的力学性能。浆料等温保温过程中,初生α-Al晶粒尺寸随着保温时间的延长逐渐增大且逐渐圆整,在保温时间为5 min时获得的流变压铸件组织最为圆整,力学性能最好,过长的保温时间会恶化组织并显著降低铸件的力学性能。对于同一参数的压铸件,随着浆料充型距离的增加,模具冷却速率逐渐增大,压铸件内部组织差异明显。