半固态合金流变成型工艺理论_图文

1、 半固态加工 年中国压铸 、 挤压铸造 、 半固态加工学术年会专刊 半固态合金流变成形工艺理论 邢书明 谭建波 张励忠 （ 北京交通大学） 摘 要 半固态合金熔体的体收缩是其中液相与固相温度降低带来的体收缩与凝固相变体收缩三部分之和， 其大小主要 受各相的收缩系数和固相率控制。半固态熔体的缩孔形成机理是液相被固相包围封闭， 收缩得不到补充， 形成分散孤立的 第二部分流变补缩理论 小 孔，般 形 集 缩 了 固 成 的 缩 理 整 流 补 ， 中 接 压 形 的 缩 理 压 流 补 缩 一 不 成 中 孔 半 态 形 补 机 是 体 变 缩其 直 加 成 中 补 机 是 缩 变 缩， 而间接加压

2、成形的补缩机理是胀形流变补缩。实现补缩要求所加压力大于整体流变抗力的同时， 还要求加压时间大于 全部凝固时间以及加压流变速度大于体收缩速度。给出了补缩条件的数学计算公式。 ） 关键词 半固态合金； 收缩； 缩孔； 流变补缩 中图分类号 文献标志码 半固态合金熔体流变成形是材料加工领域的一个 前沿技术， 尽管已经进行了大量研究 一 但对其中 ， 的收缩行为、 缩孔形成机理、 补缩机理和条件的研究还 不够系统， 至今没有形成结合流变成型特点的补缩理 论。本文紧密结合半固态合金的微观结构特点和流变 特性， 对这些问题进行了理论分析和探讨。 半固态合金熔体的体收缩和缩孔的形 成机理 半固态合金的体收缩

3、 半固态合金熔体充满型腔至全部凝 固完毕的过程 收稿日期二 一 一 中由于温度的降低和凝固的发生会带来体积变化（ 通常 为收缩） 。这种体积变化来源于其中的固相和液相两个 方面。首先， 半固态合金熔体中的液相会在随后的冷却 过程中温度不断降低 ， 导致体积的减小； 此外， 半固态合 金熔体中的液相在冷却过程中还会不断发生凝固， 凝固 就会导致一定的体积收缩。因此， 液相的体收缩包括温 度降低带来的体收缩和发生凝固相变产生的体收缩两 部分。半固态合金熔体中的固相也会由于温度的降低 发生体积的缩小。所以， 半固态合金的体收缩是半固 态 熔体中固相和液相的体收缩以及固液转变的体收缩之 和。 一般来说

4、 ， 固液转变的体收缩最大 ， 液相的体收缩 第 一作者简介： 邢书明， 生， 北京交通大学 学院 态成 男，年出 教授， 机电 半固 形研究中 北京（ ， 话： ，一 ： 心， ）电 一 二 结论 （） 半固态合金的流变机理是主动流变相带动被 动流变相实现的。流变模式分为两相均匀流变和分离 流变。型腔压力小于其中液相对固相的粘滞力是保证 均匀流变的力学条件 ， 见式（） 。防止分离流变的途径 主要有降低型腔压力和充型速度、 提高固相率和细化固 相颗粒尺寸 （） 半固态合金熔体能够持续充填型腔的条件是 充型压力 尸不小于熔体流动时的摩擦阻力与局部阻力 之和 其数学表达式见式（。 ， ） （） 流变充型能力可以用最大充型长度表征， 其理 论估算公式见（ ）式（ ） 、 包永千 金属学基础 北京： 冶金工业出版社， ： ， ， 一 ： 一 ） 且 ： ： ， （一 ： ） ， ， ， ： 一