半固態(tài)成形技術(shù)

在金屬加工領(lǐng)域，傳統(tǒng)的鑄造和鍛造方法已經(jīng)沿用了數(shù)百年。然而，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種全新的金屬成形技術(shù)——半固態(tài)成形技術(shù)，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為復(fù)雜形狀零件的制造提供了一種革命性的解決方案。本文將深入探討這一技術(shù)的原理、工藝路線及其在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用。

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半固態(tài)金屬成形的基本原理：半固態(tài)成形技術(shù)的核心在于金屬凝固過(guò)程中的外場(chǎng)干擾。通過(guò)施加如強(qiáng)烈攪拌、快速激冷等手段，可以有效地抑制樹(shù)枝狀初生相的形成和長(zhǎng)大，或促進(jìn)熔體內(nèi)部大量形核。在特定的溫度和時(shí)間條件下，金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N液態(tài)金屬中均勻懸浮著非枝晶初生相的固液共存混合漿料。這種漿料可通過(guò)特定的加工方法產(chǎn)生塑性變形，凝固后成為具有一定形狀和尺寸的零件毛坯。

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半固態(tài)金屬成形的優(yōu)點(diǎn)主要是：

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（1）黏度控制：半固態(tài)金屬的黏度高于液態(tài)金屬，使得模具夾帶氣體減少，氧化降低，加工性改善，模具粘接減少，表面光潔度提高，自動(dòng)化程度提升。

（2）流動(dòng)應(yīng)力低：半固態(tài)漿料的流動(dòng)應(yīng)力低于固態(tài)金屬，使得成形速度提高，復(fù)雜件成形成為可能，加工周期縮短，材料利用率提高，節(jié)能節(jié)材效果顯著。

（3）顯微組織優(yōu)化：半固態(tài)成形件內(nèi)部組織致密，缺陷少，晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高，可達(dá)到鍛件的性能水平。

（4）模具壽命延長(zhǎng)：由于半固態(tài)漿料成形溫度較低，對(duì)模具的熱沖擊小，從而延長(zhǎng)了模具的使用壽命。

（5）應(yīng)用范圍廣泛：幾乎所有具有固液兩相區(qū)的合金都可以通過(guò)半固態(tài)加工，適用于多種加工工藝，如鑄造、軋制、擠壓和鍛壓等。

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半固態(tài)成形工藝路線主要分為兩條：流變成形和觸變成形。

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流變成形：這是一種從液態(tài)降溫到半固態(tài)溫度的工藝。在冷卻過(guò)程中，通常進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌等方式，促使金屬非枝晶化，形成均勻的固液混合漿料，然后直接進(jìn)行成形。這種方法適用于形狀復(fù)雜或壁薄的零件制造。

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觸變成形：與流變成形相對(duì)，這是一種從固態(tài)升溫到半固態(tài)溫度的工藝。通過(guò)攪拌等方式獲得非枝晶組織后，先冷卻保存形成大塊坯料，成形前再按產(chǎn)品重量定量分割并重熔至半固態(tài)狀態(tài)進(jìn)行成形。這種方法適合力學(xué)性能要求高的零件制造。

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技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用前景

半固態(tài)成形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其能夠精確控制金屬的相變過(guò)程，以及通過(guò)不同的制漿工藝獲得最佳的半固態(tài)漿料。這一技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，特別是在汽車輕量化、航空航天高性能部件制造以及5G通訊設(shè)備等領(lǐng)域，半固態(tài)成形技術(shù)能夠提供高性能、輕量化的解決方案。

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半固態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展，不僅推動(dòng)了金屬加工工藝的進(jìn)步，也為現(xiàn)代制造業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。正恒動(dòng)力已與知名高校聯(lián)合開(kāi)展了此項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合研究，隨著技術(shù)的不斷成熟和創(chuàng)新，我們相信半固態(tài)成形技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將越來(lái)越廣闊，期待這一技術(shù)在未來(lái)能夠推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展！