半固態(tài)金屬鑄造工藝(下)

4.2觸變鑄造(Thixoforming, Thixocast)
　　將已制備的非枝晶組織錠坯重新加熱到固液兩相區(qū)達到適宜粘度后，進行壓鑄或擠壓成形。
　　美國的EOPCO，HPM Corp., Prince Machine, THT Presses,以及瑞士的Buhler公司，意大利的IDRA USA, Italpresse of America，加拿大的Producer USA,日本的Toshib a Machine Corp和UBE Machinery Services等均已能生產半固態(tài)鋁合金觸變成形專用設備。該方法對坯料的加熱、輸送易于實現(xiàn)自動化，故是當今半固態(tài)鑄造的主要工藝方法。
　　4.3射鑄成形(Injection Molding)
　　直接把熔化的金屬液而不是處理后半固態(tài)漿液冷卻至適宜的溫度，并輔以一定的工藝條件壓射入型腔成形。如美國威斯康辛的觸變成形發(fā)展中心，曾采用該方法進行鎂合金的半固態(tài)鑄造。美國康奈爾大學的K.K.Wang教授等人研制出類似的鎂合金射鑄成型裝置，將半固態(tài)漿液從料管加入，經適當冷卻后壓射入型腔。
　　4.4低溫連鑄
　　所謂低溫連鑄就是控制金屬液的過熱度在0℃左右，并在鑄型下方進行強制冷卻的鑄造方法。中心偏析是連鑄中的大問題，且在連軋線材時可能會發(fā)生破斷。因此，該工藝有很大意義。
　　4.5帶材連鑄
　　Flemings曾用Sn-15%pb低熔點金屬進行帶材連鑄試驗研究，對傳熱、凝固及變形進行了分析。認為，帶材厚度與軋輥的壓力、固相率、流變剪切速度以及連鑄速度有關。當擠壓下比壓大時，則助長顯微偏析。為了保證表面和內部質量及尺寸精度，必須嚴格控制固相率、初晶形態(tài)尺寸及排放金屬量等半固態(tài)金屬制造的工藝參數(shù)。
　　對高熔點金屬如磷青銅Cu-Sn-P合金(Cu-8%Sn-0.1%P)，液相線溫度10300℃，難以熱加工，用此半固態(tài)合金制薄板有明顯效果。目前，已可以制備組織優(yōu)良的半固態(tài)不銹鋼鑄錠、高速工具鋼鑄錠。
　　5技術優(yōu)勢
　　半固態(tài)壓鑄工藝的優(yōu)點可歸納工藝優(yōu)勢和產品優(yōu)勢。
　　5.1工藝優(yōu)勢
　　1)不需加任何晶粒細化劑即可獲得細晶粒組織，消除了傳統(tǒng)鑄造中的柱狀晶和粗大樹枝晶。
　　2)成形溫度低(如鋁合金可降低1200℃以上)，可節(jié)省能源。
　　3)模具壽命延長。固較低溫度的半固態(tài)漿料成形時的剪切應力，比傳統(tǒng)的枝晶漿料小三個數(shù)量級，故充型平穩(wěn)、熱負荷小，熱疲勞強度下降。
　　4)減少污染和不安全因素。因作業(yè)時擺脫了高溫液態(tài)金屬環(huán)境。
　　5)變形阻力小，采用較小的力就可實現(xiàn)均質加工，對難加工材料的成形容易。
　　6)凝固速度加快，生產率提高，工藝周期縮短。
　　7)適于采用計算機輔助設計和制造，提高了生產的自動化程度。
　　5.2產品優(yōu)勢
　　1)件質量高。因晶粒細化、組織分布均勻、體收縮減少、熱裂傾向下降，基體上消除了縮松傾向，力學性能大幅度提高。
　　2)凝固收縮小，故成型體尺寸精度高，加工余量小，近凈成形。
　　3)成形合金范圍廣。非鐵合金有鋁、鎂、鋅、錫、銅、鎳基合金；鐵基合金有不銹鋼、低合金鋼等。
　　4)制造金屬基復合材料。利用半固態(tài)金屬的高粘度，使密度差大、固溶度小的金屬制成合金，也可有效地使不同材料混合，制成新的復合材料。