半固态成形

摘要： 开展了发电机爪极高温模锻和半固态成形的工艺研究,分析了爪极成形过程中材料流动的规律和不同成形参数下成形载荷的变化情况,对比了不同爪极成形工艺的能耗。首先利用Deform-3D软件建立了爪极成形的有限元计算模型,通过计算得到了高温和半固态材料填充模具型腔的完整过程。然后分析了成形过程中模具型腔内部材料的流动规律、温度变化和成形载荷变化的情况。爪极的半固态成形工艺比热锻成形工艺,最大成形载荷减少73%,成形过程的能量消耗减少83%。

摘要： 在“碳达峰、碳中和”背景下,我国氢能及燃料电池汽车产业发展迅速。作为典型的多层、薄壁杯类复杂件,涡旋盘是氢燃料电池系统用涡旋式氢循环泵的核心零件,其性能的优劣对氢燃料电池汽车的氢循系统性能有着极其重要的影响。主要综述了国内外涡旋盘的成形工艺,包括数控铣削、液态压铸、液态模锻、固态热锻、粉末冶金成形等,并分析探讨了不同成形工艺的优缺点;在此基础上,结合笔者的研究经历着重介绍了一种具有“高效短流程”特点的一模四件涡旋盘零件半固态多向挤压成形新工艺,设计了相应的成形模具,并详细介绍了适用于该工艺的模具浇道系统。

摘要： 为了通过细化晶粒提高镁合金综合力学性能,基于"工艺耦合,缩短流程"的想法,提出固液两相区挤压剪切复合成形工艺.以AZ31镁合金为研究对象,结合Anycasting技术,对固液两相区成形过程的浇铸过程及凝固过程进行模拟研究;结合实际实验选取合适的挤压参数,从而有效细化AZ31的组织并提高综合性能.结果表明:AZ31在变形区中因枝晶破碎和压力对过冷度的影响等促进了形核,在有效细化晶粒的基础上保证了尺寸的均匀性;且液相的存在有助于协调挤压过程中的变形,减少滑移和孪生变形对织构的影响,显著降低挤压织构的强度,180°角的基面宏观织构极值强度仅为5.3.剪切角能进一步细化晶粒,并提高综合力学性能;当剪切角度为150°时,综合力学性能最优,屈服强度为222 MPa,抗拉强度为309 MPa,伸长率为8％.

摘要： 通过混合粉末半固态成形法制备B4C增强铝基复合材料.先将Al7075元素粉末在机械搅拌状态下逐渐添加到酒精溶液中,然后通过高能球磨将Al7075元素粉末与B4C颗粒混合,最后将Al7075/B4C混合粉末在半固体状态下冷压成型.研究基体颗粒尺寸(20、45和63μm)、增强相的体积分数(5％、10％和20％)和半固态压制压力(50和100 MPa)对复合材料的形貌、显微组织、密度、硬度、压缩强度和抗弯强度的影响.实验结果表明,当大的B4C颗粒(45μm)分布在小的基体相颗粒(20μm)中时,材料的显微组织最均匀.基体颗粒尺寸大于增强相颗粒尺寸的复合材料中团聚量大于10％(体积分数).团聚区域的液相难以渗透到孔隙中,降低复合材料的密度和强度.采用20μm Al7075和20％(体积分数)45μm B4C粉末在100 MPa下压制的复合材料表现出最高的硬度值(HV 190)和抗压强度(336 MPa)%This work aimed to fabricate B4C reinforced aluminum matrix composites via blended powder semisolid forming that is an implementation of the benefits of semisolid forming to the powder metallurgy. Al7075 elements were incrementally added to ethanol solution under mechanical mixing. Al7075 constituents and B4C particles were blended in a high energy ball mill. Cold compacted Al7075/B4C blends were pressed at semisolid state. The effects of the size of the matrix (20, 45 and 63 μm), reinforcing volume fraction (5％, 10％ and 20％) and semisolid compaction pressure (50 and 100 MPa) on the morphology, microstructure, density, hardness, compression and bending strength were thoroughly analyzed. Experimental results revealed that the highest microstructural uniformity was achieved when large B4C particles (45 μm) were distributed within the small particles (20 μm) of the matrix phase. Composites with matrix particles larger than reinforcing phase indicated agglomerations in loadings more than 10％(volume fraction). Agglomerated regions resisted against penetration of the liquid phase to the pores and lowered the density and strength of these composites. Composites with 20 μm Al7075 and 20％ (volume fraction) 45 μm B4C powder pressed under 100 MPa exhibited the highest values of hardness (HV 190) and compressive strength (336 MPa).

摘要： 文章以微塑性成形技术为研究出发点,对铝合金的良好性能进行了研究,并通过相应的实验分析,对铝合金的半固态流动性能进行了详细的研究.在实验中,以径向断面填充面积作为评价参数,并通过对模具槽宽尺寸、成形温度对半固态流动的影响进行研究,结果表明:在流动形态小,铝合金并未出现固态金属反应;而在半固态温度条件下,铝合金则能挤压成形.

摘要： 通过自主设计研发的半固态浆料制备设备,研究了不同工艺条件下A356铝合金半固态成形工艺及内部组织特点.结果表明:通过该试验设备能有效的消除普通铸造中出现的粗大枝晶,可制备出更加均匀细小、呈球状或近球状,均匀分布的半固态组织;通过数值模拟优化压铸工艺,可以消除铸件中的气孔、缩松等缺陷;电磁搅拌时间的增加有利于半固态A356铝合金中α-Al晶粒的球化,搅拌25min时可获得理想球化组织.

摘要： 铝镁合金由于其重量轻、比强度和比模量高、散热性和切削加工性好等优点,在很多行业都得到了广泛的应用.但因其力学性能不够稳定,特别是高温力学性能差,且长期使用有自然变脆和应力腐蚀的倾向,故其应用又受到限制.本项目采用稀土改性与半固态成形技术相结合的方法,研究了稀土La、Ce和Pr对铝镁合金室温/高温力学性能的影响规律.本项目的研究成果在提高稀土铝镁合金的高温力学性能方面具有重要意义,并将在汽车、电子和航空航天等领域得到广泛的应用.

摘要： 以Al-Si-Mg-Cu-Ni-Sr多元锻造铝合金(4032铝合金)为研究对象,从热力学的角度,研究其半固态成形潜力.运用的半固态成形潜力的热力学判据包括:液相分数对温度的敏感性(d/dT)、液-固相线温度区间(ΔTS-L)、半固态成形温度区间(ΔTss-s)等.在此基础上,评估并优化了4032铝合金中满足半固态成形基本要求的合金成分范围.结果表明,牌号为4032的铝合金适用于半固态成形的成分范围是:Al-(11-13.5)Si-(0.5-1.3)Cu-1.3Mg-1.3Ni-0.04Sr.进一步的相平衡实验表明:Thermo-Calc软件和铝合金热力学数据库,能够较为准确地描述4032铝合金的相平衡关系,可以合理地应用于4032铝合金半固态成形潜力的热力学评判。

摘要： 对Al-7Si-1Mg铝合金粉末半固态成形性的评估着眼于两大方面:成形时的工艺可控性;半固态材料微观组织.研究结果表明,Al-7Si-1Mg铝合金粉末的固液相线差△T为38.8°C,满足20°C＜△T=38.8°C＜120°C;固相率对温度的敏感性低,满足|dfs/dT|=0.007＜0.015;加工温度窗口△TTPW=20°C,满足＞6°C的要求.因此,Al-7Si-1Mg铝合金粉末满足成形时的工艺可控性要求.固相颗粒α-Al形状系数接近于1且平均粒径小于100μm,并能够比较均匀地分布在液相中,因此,Al-7Si-1Mg铝合金粉末满足半固态材料微观组织要求.所以,Al-7Si-1Mg合金粉末适合半固态成形.

摘要： 介绍了半固态成形的分类，及国内外流变挤压铸造的发展现状；分析了半固态组织形成机理，凝固组织三维重构以及流变挤压铸造热力学计算方法。

摘要： 变形铝合金强度高、塑性好,在工业轻量化发展中极具潜力.其凝固成形缺陷较多,塑性成形难以近净成形出外形较复杂零件,且生产成本较高.半固态工艺结合了铸锻工艺的优点,利用半固态工艺优势提升变形合金材料性价比,研究复杂外形的高性能变形铝合金零件的半固态成形成为半固态领域的一个研究热点.结合研究现状,分别从变形铝合金半固态成形的适应性,坯料和浆料的制备,触变成形与流变成形组织与性能方面进行了分析.并对需要进一步解决的问题及发展前景作了探讨.

摘要： 激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起,再进行冲压成形的一种制造技术.德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车.北美于1993年也大量应用激光拼焊技术.目前,几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术.采用拼焊板制造的结构件有车身倒框架、车门内板、风挡玻璃框架/前风挡框、轮罩板、地板,中间支柱(B柱)等.最新统计表明,最新型的钢制车身结构中,50％采用了拼焊板制造.

摘要： 激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起,再进行冲压成形的一种制造技术.德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车.北美于1993年也大量应用激光拼焊技术.目前,几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术.采用拼焊板制造的结构件有车身倒框架、车门内板、风挡玻璃框架/前风挡框、轮罩板、地板,中间支柱(B柱)等.最新统计表明,最新型的钢制车身结构中,50％采用了拼焊板制造.

摘要： 激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起,再进行冲压成形的一种制造技术.德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车.北美于1993年也大量应用激光拼焊技术.目前,几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术.采用拼焊板制造的结构件有车身倒框架、车门内板、风挡玻璃框架/前风挡框、轮罩板、地板,中间支柱(B柱)等.最新统计表明,最新型的钢制车身结构中,50％采用了拼焊板制造.

摘要： 激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起,再进行冲压成形的一种制造技术.德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车.北美于1993年也大量应用激光拼焊技术.目前,几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术.采用拼焊板制造的结构件有车身倒框架、车门内板、风挡玻璃框架/前风挡框、轮罩板、地板,中间支柱(B柱)等.最新统计表明,最新型的钢制车身结构中,50％采用了拼焊板制造.

摘要： 一种应用于半固态触变成形的变形铝合金高固相分数半固态浆料的制备方法，涉及一种应用于半固态触变成形的半固态浆料的制备方法。本发明是为了解决目前固相法制备变形铝合金半固态浆料需要冷变形，导致坯料使用过程中需要二次分割或机械加工以及所需要的温变形棒材和板材市场上没有大规模供应的技术问题。本发明：一、热变形；二、冷却；三、定量分割；四、加热至材料的半固态温度。本发明可以利用现有市场大量供应的热挤压棒材和热轧制板材直接根据半固态触变成形件体积加上余量定量分割后直接加热至半固态等温获得半固态浆料，这样非常有利于短流程、低成本制备组织均匀、晶粒细小且球化程度高的变形铝合金半固态浆料。

摘要： 本发明涉及一种制备金属复合板带材的固态/半固态复合成形装置和方法，包括进料靴、上工作辊和下工作辊，所述进料靴、上工作辊和下工作辊设在机架上；所述上工作辊包括冷却水孔、冷却水通道、空心轴、轴外进水通道、轴内出水通道和上工作辊凹槽，冷却水孔通过冷却水通道与空心轴连通；所述下工作辊上设有与上工作辊凹槽相配合的下工作辊凸台；进料靴上设有进料靴上弧形面和带有进料靴下弧形面环形凹槽的进料靴下弧形面，分别与上工作辊凹槽和下工作辊凸台形成液态金属和固态母板材的进料型腔。本装置结构较简单，便于操作；本方法工艺流程短，工艺条件易于控制，成本低，易于实现工业化生产。

摘要： 一种应用于半固态触变成形的变形铝合金高固相分数半固态浆料的制备方法，涉及一种应用于半固态触变成形的半固态浆料的制备方法。本发明是为了解决目前固相法制备变形铝合金半固态浆料需要冷变形，导致坯料使用过程中需要二次分割或机械加工以及所需要的温变形棒材和板材市场上没有大规模供应的技术问题。本发明：一、热变形；二、冷却；三、定量分割；四、加热至材料的半固态温度。本发明可以利用现有市场大量供应的热挤压棒材和热轧制板材直接根据半固态触变成形件体积加上余量定量分割后直接加热至半固态等温获得半固态浆料，这样非常有利于短流程、低成本制备组织均匀、晶粒细小且球化程度高的变形铝合金半固态浆料。

摘要： 一种6A02铝合金几字型零件的半固态触变‑固态塑变复合成形装置及其使用方法，涉及一种铝合金半固态触变‑固态塑变复合成形装置及其使用方法。本发明是要解决现有半固态触变成形中易造成液固偏析和成形件力学性能难以进一步提升的技术问题。发明通过设置模具各部件间合理的配合间隙、粗糙度、拔模斜度以及过渡圆弧等来解决凸模易粘连坯料和成形件顶出困难的问题，并且通过控制模具温度、坯料温度和上模下行速度来实现先触变后塑性变形进而更大程度上提高成形件的力学性能。本发明通过半固态触变‑固态塑变复合成形，借助半固态坯料的层流充填特性，完成大变形、薄壁零件的成形流动，借助固态塑性变形进一步提升成形件的力学性能。

摘要： 本发明公开了一种半固态成形用Mg‑Gd‑Zn‑Ni‑Zr镁合金及其半固态坯料的制备方法。该合金成分组成（重量百分比）为：15～21%Gd，2.0～3.6%Zn，Ni:0～0.5%Ni,0.3～0.7%Zr,余量为Mg。该半固态坯料的制备方法是以纯Mg、纯Gd、纯Zn、纯Ni以及Mg‑30wt.%Zr中间合金为原料，先熔炼制备成母合金锭，再经过低温半固态等温热处理，之后水淬获得镁合金半固态坯料。本发明提供的半固态成形用的镁合金，属于Mg‑RE系高强度镁合金，其半固态成形温度低，固相含量随温度变化的敏感性低、所得固相颗粒圆整度高；本发明提供的半固态坯料的制备方法，制备温度低、氧化和燃烧少、过程容易控制、适合采用半固态成形技术制备高强度、形状复杂的镁合金零件。

摘要： 本发明提供的是一种半固态成形用镁合金及其半固态坯料制备方法。其合金的组成为：Al 8-10%，Si 0.7-3%，Zn 0.4-1%，Mn 0.25-0.6%，余量为Mg。在熔剂保护下，待工业纯镁、纯铝、纯锌、Mg-Mn中间合金和真空预热的工业结晶硅完全溶解后，进行机械搅拌以使合金元素均匀化，静置、重力铸造；将熔炼铸造的合金铸件置于带有保护气氛的箱式电阻炉中进行半固态等温热处理，然后快速取出放入水中进行淬火，半固态等温热处理温度为560°C～585°C，保温时间为5～40分钟。本发明可获得由固相分数为40～60%，细小近球形固相α-Mg晶粒及Mg2Si颗粒组成的典型半固态非枝晶组织，具有良好的触变性。

摘要： 本发明公开了一种半固态成形用Mg‑Gd‑Zn‑Ni‑Zr镁合金及其半固态坯料的制备方法。该合金成分组成（重量百分比）为：15～21%Gd，2.0～3.6%Zn，Ni:0～0.5%Ni,0.3～0.7%Zr,余量为Mg。该半固态坯料的制备方法是以纯Mg、纯Gd、纯Zn、纯Ni以及Mg‑30wt.%Zr中间合金为原料，先熔炼制备成母合金锭，再经过低温半固态等温热处理，之后水淬获得镁合金半固态坯料。本发明提供的半固态成形用的镁合金，属于Mg‑RE系高强度镁合金，其半固态成形温度低，固相含量随温度变化的敏感性低、所得固相颗粒圆整度高；本发明提供的半固态坯料的制备方法，制备温度低、氧化和燃烧少、过程容易控制、适合采用半固态成形技术制备高强度、形状复杂的镁合金零件。

摘要： 本发明属于半固态金属成形技术领域。本发明的目的在于提供一种半固态流变成形用稀土铝合金及其半固态浆料制备方法。该合金成分范围为Si：6.5～7.5wt.％，Mg：0.25～0.45wt.％，Er：0.1～0.8wt.％，余量为铝及不可避免的杂质。本发明由于添加了稀土Er元素，细化了初生a-Al相，相比于未添加Er元素的合金，其半固态组织球状颗粒更加细小、均匀。所给出的合金适合半固态成形的特点主要表现在：1)初生a-Al相为细小、均匀的球形非枝晶组织；2)在半固态流变成形时，对温度的控制精度降低，而且不需要复杂的制备装置，从而降低了工艺控制成本。

摘要： 本发明提供的是一种半固态成形用镁合金及其半固态坯料制备方法。其合金的组成为：Al 8－10％，Si 0.7－3％，Zn 0.4－1％，Mn 0.25－0.6％，余量为Mg。在熔剂保护下，待工业纯镁、纯铝、纯锌、Mg－Mn中间合金和真空预热的工业结晶硅完全溶解后，进行机械搅拌以使合金元素均匀化，静置、重力铸造；将熔炼铸造的合金铸件置于带有保护气氛的箱式电阻炉中进行半固态等温热处理，然后快速取出放入水中进行淬火，半固态等温热处理温度为560°C～585°C，保温时间为5～40分钟。本发明可获得由固相分数为40～60％，细小近球形固相α－Mg晶粒及Mg2Si颗粒组成的典型半固态非枝晶组织，具有良好的触变性。

摘要： 本发明公开了一种半固态成形用新型Al－Mg－Si系合金，其成分范围为Mg：1～5wt％，Si：3～11wt％，Cu：0.1～2.0wt％，及下列元素中至少一种，Ba：0～0.5wt％，Mn：0.01～1.0wt％，Cr：0.01～0.35wt％，Ti：0～0.2wt％，Sr：0～0.3wt％，Fe：0.1～1.0wt％，其余为铝。采用熔炼、精炼、电磁搅拌半连续铸造等步骤制成。该新型合金能降低半固态成形的工艺控制成本，合金成本与传统Al－Mg－Si系铸造铝合金相当，机械性能明显高于标准牌号的Al－Mg－Si系合金。