[發明專利]一種半固態制漿成形一體化方法

在審

• 申請號: 201910307544.5
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN109954858A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李璐;肖贏;耿保玉;李永坤;王秋平;周榮鋒
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D17/22;C22C1/06;C22C1/02;C22C21/02
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本發明公開了一種半固態制漿成形一體化方法，屬于半固態成形技術領域；該發明能夠將制漿和成形工序結合起來，不需要通過漿料的轉移，將制備出的半固態漿料直接成形，有利于半固態成形技術發展；該方法是將熔煉好的高于液相線溫度20～50℃的合金熔體通過帶有剪切激冷通道的半固態漿料剪切激冷制備器，合金熔體經過半固態漿料剪切激冷制備器的激冷剪切作用制備半固態漿料，然后在成型腔中成型，完成半固態制漿和成形一體化；本發明工藝簡單、操作方便、成本低、生產效率高。

技術領域

本發明涉及一種半固態制漿成形一體化方法，屬于半固態成形技術領域，可適用于鋁、鎂等易氧化的合金的半固態成形。

背景技術

半固態成形技術，簡稱SSM，由于成形溫度低，變形抗力小、充型平穩、晶粒細小等特點，被譽為21世紀最有前途的金屬材料加工技術之一。半固態成形技術包括漿料的制備和后續漿料成形技術。半固態漿料的制備是半固態成形的關鍵，其制備方法主要主要包括機械攪拌法、電磁攪拌法、等溫熱處理法、傾斜板冷卻法、超聲震動法等。根據其工藝的不同，半固態成形可分為觸變成形和流變成形。在工藝流程上，觸變成型必須獲得具有非枝晶組織的合金坯錠，才能進行后續的壓鑄成型，而流變成型將半固態合金熔體直接壓鑄成型，在工業應用上，成本要小得多。現有的半固態流變成形技術，在漿料的制備過程中，易于造成漿料的卷氣、氧化、夾渣等缺陷，并且漿料轉移溫度不易控制。在實際鑄造成型過程中產生氧化夾渣等缺陷影響材料的力學性能。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種半固態制漿成形一體化方法，該方法將半固態漿料制備和成型結合起來，可有效解決漿料制備過程中氧化問題，克服漿料轉移過程溫度難以控制，耗時較長等缺點，節約成本并且提高生產效率。

本發明通過以下技術方案實現本發明目的：

（1）在中頻爐中進行合金熔煉，待合金熔體溫度高于液相線溫度80℃以上時，將合金熔體轉移到坩堝內，對合金熔體進行精煉、扒渣處理，然后保溫30～40min，將合金熔體溫度控制在高于液相線溫度20～50℃；

（2）在常規壓鑄模具的料筒底部安裝一個半固態漿料剪切激冷制備器，該半固態漿料剪切激冷制備器為圓形銅板或鋼板，其上開有進料槽，進料槽一側開有剪切激冷通道，剪切激冷通道通過壓鑄模具的內澆道與壓鑄模具的成型腔連通，將步驟（1）合金熔體放入料筒內，在沖頭壓力作用下，合金熔體進入進料槽，通過剪切激冷通道流入成型腔中，在此過程中液態的合金熔體在半固態漿料剪切激冷制備器的激冷剪切作用下形成半固態漿料，然后在成型腔中成型，完成半固態制漿和成形一體化。

所述半固態漿料剪切激冷制備器與料筒底部緊密配合，其厚度為3～5cm，其上剪切激冷通道長度為料筒底部直徑的2/5～3/5，直徑為5～10mm。

所述壓鑄模具在安裝半固態漿料剪切激冷制備器之前預熱。

所述半固態漿料銅質剪切激冷制備器內壁、進料槽、型芯與成型腔接觸處均用石墨潤濕。

本發明利用半固態漿料剪切激冷制備器，將半固態制漿過程和成形過程結合起來；該方法是將熔煉好的高于液相線溫度20～50℃的合金熔體通過帶有剪切激冷通道的半固態漿料剪切激冷制備器，合金熔體經過半固態漿料剪切激冷制備器的激冷剪切作用，較大的過冷度降低了形核功，合金熔體內晶粒快速形核，且由于在流淌的過程中合金熔體內部晶粒間不斷相互剪切、碰撞、摩擦，最終得到細小、均勻的細小組織；半固態漿料通過內澆道直接進入到成型腔中成型，冷卻一段時間后，得到半固態合金鑄件。

本發明的有益效果：

（1）本發明通過半固態漿料剪切激冷制備器，將半固態制漿過程和成形過程結合起來進行半固態合金的流變成形，可以減少漿料制備過程中的氧化問題，克服漿料轉移過程溫度難以控制，耗時較長等缺點；