[發明專利]一種應用于半固態觸變成形的變形鋁合金高固相分數半固態漿料的制備方法

有效

• 申請號: 201710263532.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107012415B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 姜巨福;王迎;肖冠菲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C22F1/057;C22F1/047;C22F1/05
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

一種應用于半固態觸變成形的變形鋁合金高固相分數半固態漿料的制備方法，涉及一種應用于半固態觸變成形的半固態漿料的制備方法。本發明是為了解決目前固相法制備變形鋁合金半固態漿料需要冷變形，導致坯料使用過程中需要二次分割或機械加工以及所需要的溫變形棒材和板材市場上沒有大規模供應的技術問題。本發明：一、熱變形；二、冷卻；三、定量分割；四、加熱至材料的半固態溫度。本發明可以利用現有市場大量供應的熱擠壓棒材和熱軋制板材直接根據半固態觸變成形件體積加上余量定量分割后直接加熱至半固態等溫獲得半固態漿料，這樣非常有利于短流程、低成本制備組織均勻、晶粒細小且球化程度高的變形鋁合金半固態漿料。

技術領域

發明涉及一種應用于半固態觸變成形的半固態漿料的制備方法。

背景技術

節能、減排和降耗在裝備制造業中需求日益增大。產品的輕量化成為裝備制造業中節能、減排和降耗的有效手段。產品的輕量化除了選材方面的考慮，主要就是成形制造工藝方面。短流程、低成本的近凈成形技術是滿足輕量化在成形技術方面需求的主要途徑。半固態觸變成形技術就是一種合金精密近凈成形技術。它與常規鑄造技術相比，具有成形溫度低、模具壽命高、產品性能好的有點；與常規鍛造技術相比，它具有材料變形抗力低、易成形復雜件的優點。半固態觸變成形技術一般由液相法制漿、冷卻成坯、定量分割、二次加熱和成形幾個工藝步驟組成。其中液相法中代表工藝就是機械攪拌法和電磁攪拌法。它們的共同特點就是需要將合金熔化成液態后降溫到半固態溫度同時實施強烈的機械或者電磁攪拌，從而獲得需要的固相呈球狀晶液相圍繞其周圍的半固態漿料。液相法工藝流程長，并且需要專用制漿裝備，成本較高。這在某種程度上影響了半固態觸變成形技術的應用。相對而言，固相法制漿成本較低。代表工藝就是應變誘導熔化激活法(Strain Induced MeltActivated,SIMA)和再結晶重熔法(Recrystallization and Partial Melting,RAP)。其中，SIMA法中鑄態坯料經過再結晶溫度以上的熱加工后室溫進行冷加工，然后再將材料加熱至半固態溫度保溫，從而獲得所需要的半固態漿料。RAP法中鑄態坯料先經過再結晶溫度以下的溫變形，然后直接將坯料加熱至半固態溫度保溫，從而獲得半固態坯料。相對而言，RAP法較SIMA法工藝流程更短，因為該方法不需要室溫的冷加工。而且，它們相對液相法而言無需二次加熱，節約成本，提升了產品價格競爭力。但是，目前變形鋁合金的供應狀態絕大部分都是熱加工狀態。例如熱擠壓的棒材和熱軋制的板材。市場上想直接需要溫變形的變形鋁合金坯料較難。所以，RAP法中想直接利用現有市場上的變形鋁合金棒材和板材比較困難。這在一定程度上也制約了RAP法的應用。而且，溫變形相對于熱變形而言，材料的變形抗力較大，設備成本有所提升。

固相法對于變形鋁合金是一種短流程、低成本的制漿工藝路線。因為可以利用現有市場供應的變形鋁合金棒材和板材，直接進行定量分割，然后進行冷變形和半固態等溫處理(即SIMA法)獲得半固態漿料。但是，SIMA法中需要冷變形(一般是鐓粗)，會影響坯料形狀，導致坯料使用過程中需要二次分割或機械加工，降低生產效率，提高了生產成本。RAP法所需要的溫變形棒材和板材市場上沒有大規模供應。以上兩方面使得固相法制備變形鋁合金半固態漿料受到一定程度制約。所以發明一種更加簡便易行的固相路線制備方法勢在必行。

發明內容

本發明是為了解決目前固相法制備變形鋁合金半固態漿料需要冷變形，會影響坯料形狀，導致坯料使用過程中需要二次分割或機械加工以及所需要的溫變形棒材和板材市場上沒有大規模供應的技術問題，而提供一種應用于半固態觸變成形的變形鋁合金高固相分數半固態漿料的制備方法。

本發明的一種應用于半固態觸變成形的變形鋁合金高固相分數半固態漿料的制備方法是按以下步驟進行的：

一、將2000系、5000系、6000系或7000系變形鋁合金鑄坯加熱至材料的再結晶溫度以上進行熱變形，使得累積變形量為35％～80％；所述的熱變形的方式為熱擠壓成棒材或者熱軋制成板材；所述的材料的再結晶溫度以上為材料熔點的0.55倍～0.8倍；