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金屬熔體在凝固時(shí)的流動(dòng)性除了與本身的特性密切相關(guān)外，還與熔體中初生固相的形態(tài)、大小、體積分?jǐn)?shù)有關(guān)，因此，開發(fā)出了半固態(tài)成型技術(shù)，以制備高性能的鎂合金零部件。

半固態(tài)成型技術(shù)是20世紀(jì)70年代由美國(guó)麻省理工學(xué)院弗萊明教授根據(jù)球狀非枝晶的奇異特性而研究開發(fā)出來(lái)的。實(shí)質(zhì)上是將金屬熔體在凝固過(guò)程中，通過(guò)強(qiáng)烈攪拌而形成含有一定固相質(zhì)點(diǎn)的混合漿料，壓入模具成型。由于工藝流程不同，半固態(tài)成型法分為流變成型法和觸變成型法。前者是對(duì)凝固過(guò)程中的熔體進(jìn)行不停地劇烈攪拌，充分打碎樹枝狀枝晶的分叉，獲得一種液態(tài)金屬母液，其為均勻地懸浮著大量球狀初生晶體固相的固液混合漿料，流變漿料固相含量最高可達(dá)50VOl.%或更高，一般的固相含量約為35VOl.%，然后將流變漿料直接加工成型。后者是先將漿料鑄成錠，按需求切成一定大小的錠塊，再加熱到半固態(tài)狀態(tài)，需精準(zhǔn)地控制加熱溫度，達(dá)到半固態(tài)區(qū)即可進(jìn)行成型加工。

半固態(tài)成形法具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1.成型的溫度比傳統(tǒng)鑄造工藝的溫度要低得多，不僅能耗低，而且由于合金在凝固時(shí)己釋放了部分結(jié)晶潛熱，能減輕對(duì)模具的熱沖擊，較大地提高了模具的使用壽命。

2.固態(tài)漿體成型壓力低，易于制備大件，成型速度快，能夠輕而易舉地制造結(jié)構(gòu)和外形復(fù)雜的零部件。

3.簡(jiǎn)單，半固態(tài)漿體的凝固收縮小，鑄件尺寸精度高，機(jī)械加工和切削加工量少，可以生產(chǎn)薄壁零件，實(shí)現(xiàn)近凈成形。

4.組織細(xì)密均勻，一般為微細(xì)的等軸晶組織，消除了傳統(tǒng)鑄件中的粗大樹枝狀晶體和柱狀晶體，鑄件內(nèi)部氣孔、疏松、偏析等缺陷大為減少。半固態(tài)漿料充型時(shí)，呈層流形式平穩(wěn)地流入型腔內(nèi)，不會(huì)形成湍流和濺射，既有利于減少氣體的卷入和氧化、提高鑄件內(nèi)部與表面的質(zhì)量，還可以減輕對(duì)模具的熱沖擊和表面沖刷。

5.力學(xué)性能高。

6.范圍廣，凡是相圖上有固液兩相區(qū)的合金系都可以進(jìn)行半固態(tài)成型，如鐵基、鋁基、鎂基、鈦基、銅基等合金。

7.實(shí)現(xiàn)連續(xù)流水化和自動(dòng)化生產(chǎn)，過(guò)程可控性較強(qiáng)。

流變成型法簡(jiǎn)單易行，無(wú)需二次加熱，能耗和鑄件成本低。但半固態(tài)金屬漿體的保持和運(yùn)輸相當(dāng)不易，自動(dòng)化生產(chǎn)困難，因而沒(méi)有得到發(fā)展，國(guó)內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用的半固態(tài)鑄造技術(shù)基本上采用觸變成型法。在觸變成型前，先要制備半固態(tài)坯料，因而成本較高，又需要二次加熱，能耗較大，工藝較復(fù)雜，但易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，故得到發(fā)展。

20世紀(jì)后期，科技工作者在研究金屬鑄造技術(shù)的同時(shí)，將塑料注射成型原理應(yīng)用于半固態(tài)鑄造工藝，開發(fā)出流變和觸變注射成型新工藝，集半固態(tài)金屬漿體制備、儲(chǔ)存與運(yùn)輸、成型等過(guò)程于一體，較好地解決了半固態(tài)漿體保存與運(yùn)輸、成型控制困難等問(wèn)題，使半固態(tài)鑄造技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

與壓鑄相比，半固態(tài)成型有成型設(shè)備易操作、鑄件凝固收縮小、模具使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。1987年，美國(guó)道屋化學(xué)公司開發(fā)出鎂合金觸變成型技術(shù)，使此工藝在鎂合金中的應(yīng)用進(jìn)入了商業(yè)化生產(chǎn)階段。日本長(zhǎng)岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)的小島陽(yáng)和鐮士重晴采用半固態(tài)機(jī)械攪拌工藝制得AZ91D合金工件，研究了它的組織和性能，結(jié)果表明，隨著攪拌時(shí)間、剪切速度的增加，以及攪拌速度的下降，漿體中固相粒子的均勻性和表面圓整度也逐漸上升。美國(guó)西索馬公司以噴射沉積鎂合金坯塊為原料，采用半固態(tài)成形法制造了鎂合金工件。美國(guó)威斯康星州林伯格觸變發(fā)展中心用觸變成型機(jī)進(jìn)行了鎂合金的半固態(tài)鑄造，生產(chǎn)出鎂合金離合器片及汽車傳動(dòng)零件等。