倾斜板振动熔体处理技术研究与应用进展.pdfVIP

——半固态加工——特种铸造及有色合金 2011年年会专刊 倾斜板振动熔体处理技术研究与应用进展 摘 要 论述了一种金属组织细化与制备半固态金属浆料的熔体处理方法．总结了近年来研究与应用进展．倾斜板振动 技术在2007年获得国家发明专利，该技术可以显著细化金属坯料组织，对纯铝的细化晶粒度很容易达到1级细化标准．该 技术对过共晶AI—Si合金中初晶Si与共晶Si也具有较好的细化效果l采用该技术制备了具有细小球形晶或等轴晶组织的 斜板振动熔体处理技术具有成本低、高效率的特点．在流变压铸、流变挤压、流变轧制及金属组织细化等方面具有很好应用 前景。 关键词熔体处理l晶粒细化l组织I半固态；成形 中圈分类号 TG249．2 文献标志码 A文章编号2011(S)--0315—07 化【I引。清华大学唐靖林等提出了双向电磁搅拌制备半 1 半固态成形技术国内外研究进展 固态金属浆料，其原理是利用熔体细化处理和正反向电 磁搅拌来制备半固态金属浆料。可实现流变压铸成 金属半固态成形技术是一种低碳短流程加工技术， 形[11]。应变诱导熔体活化法是通过金属变形和热处理 其路线是：制备细小球形固相和液相组成的半固态铸锭 或者浆料一金属铸锭或浆料在半固态下压力加工成形。 使金属组织得到细化和球化，近年来姜巨福等采用大变 形方法(如ECAP)制备了半固态金属坯料，二次加热后 主要特点是：①工艺流程短．节能环保；②成形力小，容 易生产复杂零件I③加工工具寿命长，成本低；④气孔、 可获得细小球形固相组织，两者有相似之处【l21。毛卫 偏析少，产品质量高。被誉为21世纪最具有应用前景 民等近年来研究了蛇形通道浆料制备技术。其原理是将 过热合金液浇入到立式蛇形通道中，过热合金液沿着蛇 的绿色加工技术【l矗]。1971年美国麻省理工学院 形通道的内壁向下流动并不断改变流动方向，合金液受 Flemings教授研究小组对半固态金属的行为进行了系 统研究，推动了半固态成形技术从理论到实践的较快发 到了一定的剪切和搅拌作用，使合金浆料内部枝晶破 展，也同时带动了熔体处理技术的蓬勃发展。制备半固 碎，最终可获得具有球状初生相的半固态合金浆料n引。 态金属浆料是半固态成形技术的关键核心技术之一，时 康永林等研究了旋转锥桶式浆料制备技术，利用旋转的 至今天，针对半固态金属浆料的制备，已发展起来多种 锥形内桶与固定的外桶之间的剪切作用，打碎枝晶，促 进球形晶的形成。最后获得组织均匀的球状晶半固态浆 熔体处理技术。Flemings等人发明了制备半固态金属 浆料的机械搅拌装置，他们采用一套由内外相对旋转剪 料【I引。吴树森等研究了超声振动制备半固态金属浆料 切的圆筒，通过内外简相对剪切搅拌，制备半固态金属 的技术，利用超声振动波对半固态金属浆料的扰动作 浆料[3]。此后又发展起来了螺旋式搅拌技术，包括单螺 用，可获得球形晶组织的金属浆料【I5。。杨湘杰等研究 旋和双螺旋两种，单螺旋是利用一个螺旋搅拌器对金属 了倾斜转管式浆料制备技术．利用倾斜转管壁对低过热 进行搅拌，双螺旋采用两个螺旋搅拌器以更大的剪切速 金属的冷却搅拌作用，制备具有球形固相组织的金属浆 率对金属进行搅拌。美国康乃尔大学提出了单螺旋流 料【l引。泰国Songkla大学[17]和国内樊自田[I阳等研究 变射铸技术L．J]。英国Brunel大学【6~8】、国内华中科技了气泡搅拌法制备半固态金属浆料，其原理是利用对流 大学和北京有色金属研究总院[93对双螺旋机械搅拌流 的作用对冷却过程中的金属熔体进行搅拌，以制备球形 变成形进行了研究。法国PECHINEY