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铅板厂家谈半固态金属的成形工艺

2020-09-17

随着科学技术的不断发展,材料加工技术己经形成一个较为完整的庞大体系。根据成形过程中材料的状态不同,主要可以分为固态成形和液态成形两大类。其中,液态成形是利用金属材料液态时具有的良好粘性流动特性进行成形的,成形温度高于液相线温度,成形过程中发生液固转变,可获得结构较为复杂的成形件,但其性能往往会由于凝固缺陷的形成而受到制约,这种成形方法主要包括砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、压力铸造、挤压铸造等。

铅板厂家说固态成形则是利用金属材料固态时所具有的良好塑性流动性进行成形的,加工成形温度低于固相线温度,采用塑性加工成形的产品性能会得到明显改善,但固态金属由于变形抗力比较大,所需的变形力大,对成形设备要求较高,而且对于复杂的成形件往往需要多道成形工序才能完成,传统的锻造、轧制、挤压、拉拔及冲压等都属于此类。由于传统金属成形工艺对合金成形性的特殊要求,制约了合金的应用范围及其性能的充分发挥。

半固态金属成形或加工技术则是在液态金属凝固过程中,对其施以剧烈的搅拌或扰动、或改变金属的热状态、或加入晶粒细化剂、或进行快速凝固,通过改变初生固相的形核和长大过程得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定近球状初生固相的固液混合浆料,利用这种固液混合浆料直接进行成形加工,或先将这种固液混合浆料完全凝固成坯料,根据需要将坯料切分,再将切分的坯料重新加热至固液两相区,利用这利半固态坯料进行成形加工,这两种金属的成形方法均称之为金属的半固态加工成形。由于半固态金属浆料中的固态初生晶粒通常以细小、近球状的非枝晶组织形式悬浮在液相基体中,使浆料在加工成形的过程中,表现出良好的流变性和触变性,通常可以利用压铸、挤压、模锻等常规工艺进行加工成形,因而半固态金属加工成形通常采用流变成形和触变成形两种工艺。

在流变成形过程中,利用经搅拌等工艺获得的预定固相分数的近球状晶半固态金属浆料,在保持其处于固液两相区温度时直接进行浇注成形。根据成形设备的种类,半固态金属流变成形可分为流变压铸、流变锻造、流变轧制、流变挤压等。由于金属浆料在制备成形过程中没有过热度,从而能够明显降低能耗,缩短合金的凝固时间,提高生产效率。但是由于半固态金属浆料的粘度往往与搅拌的剪切速率以及时间有关,因而如何保存和输送半固态金属浆料,控制其在成形过程中的温度变化以及一定的剪切速率成为流变成形商业化生产需待解决的关键问题,使得流变成形技术的研究进展很缓慢,一直没有出现比较成熟的应用技术。但流变成形所具有的工艺流程短、生产效率高等优点,使得近年来学术界和商业界都普遍关注流变成形技术,一些学者、厂家根据具体的半固态金属浆料制备技术,陆续展开了流变成形技术的研究与开发。

触变成形则是利用所制备出的半固态合金坯料锭,通过截取适当大小的坯锭,重新加热至固液两相区温度,然后输送到成形设备进行半固态金属成形。根据成形设备的种类,半固态金属触变成形也可分为触变压铸、触变锻造、触变轧制、触变挤压等。尽管该工艺需要对合金进行二次加热,相对提高了能耗,由于金属在加工成形过程中,半固态合金坯料便于进行二次加热和输送,同时易于控制成形过程和实现自动化操作,因而触变成形工艺在工业界得到了成功应用,成为当今半固态金属成形商业化生产所采用的主要工艺形式。

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