补充资料：半固态成形锭坯铸造

半固态成形锭坯铸造
billet casting for semisolid forming

banguta.Chengxlngd旧gPi Zhu之ao半固态成形锭坯铸造(billet casting for、e-misolid forming)一种生产具有细小的均匀的球状等轴晶粒组织的、供半固态模锻用锭坯的铸造工艺。这种工艺生产的锭坯又称半固态成形用材料(SSM，semisolid material)。这种材料的生产工艺有电磁流体动力学铸造法(即电磁搅拌法，简称MHD法)、应变诱导熔化法(简称SIMA法)、机械搅拌法、化学晶粒细化法、形变热处理法和奥斯普雷(Osprey)法(即喷射沉积法)等多种，其中只有前两种进入了商业化生产阶段。 1978年，美国阿卢马克斯工程金属工艺公司(AEMP)最先采用电磁搅拌法(图l)以工业规模铸出适合半固态加工的锭坯。此法电磁感应线圈产生的电磁场对凝固中的铝熔体进行强力搅拌，将结晶的树枝状晶的“枝”与“叉”打落，从而形成细小的等轴球状晶组织。控制电磁场强弱、电磁线圈高度、铸造速度、冷却强度等工艺参数，就可控制晶粒大小。20世纪90年代初，维维斯(C .vives)发明了旋转永久磁铁电磁搅拌铸造法(图2)，此法转子结构简单、体积也不大、可装于现有的铸造机上，转子高度可达700mm，有利于延长搅拌时间，进一步改善铸锭组织;电能消耗低，平均为Zkw·h/t锭;设备造价低;不但可铸圆锭，且可铸扁锭和空心锭等。 暴/’ 乏踢乞4 寻 图1电磁搅拌立式半连续铸造半固态加工圆锭示意图 1一铝熔体;2一电磁搅拌线圈;3一结晶器; 4一二次冷却水;5一ssM锭 电磁搅拌铸造法对铸造直径<40mm的SSM锭有困难，为此，半固态加工几十克重的零件用的坯料用SIMA法生产。该法的工艺是，对热挤压或热轧的直径较大的棒材施加相当大的冷变形，然后把它加热到固相线与液相线之间的某一温度，即固一液状态，保温一定的时间，凝固后就可形成具有均匀球状晶粒的SSM坯料。这种获得半固态成形锭坯的工艺，目前还不能从理论上给予圆满的解释，但一般认为是由于回复与再结晶的结果。 采用机械法搅拌熔体也可获得等轴球状晶粒组织，锭坯，不过晶粒较粗大，一般平均尺寸约为2。。拜m。化学晶粒细化法是向铝熔体中添加Al一Ti一B中间合金来细化变形铝合金晶粒。形变热处理晶粒细化法是对热加工的铸造材料施加一定量的冷变形，而后把它加热到再结晶温度以上的某一温度，保温适当的时间，通过回复与再结晶，形成适合于半固态加工的细小的等轴球状晶组织。此法与SIMA法的基本区别是，前者的加热温度低，而后者的加热温度则相当高。奥斯普雷法又称喷射沉积法，也可用于生产SSM坯料。熔融金属_.2二瞧 _J卫臻斗4匕撑泌谁蛋乙习4洪翎4一64厂了飞「二弋以，二三朋一下月 4。”鄂8 b 图2旋转永久磁铁电磁搅拌半连续 铸造半固态加工圆锭示意图 a一俯视图，b一正视图 1一铝熔体;2一凝固着的铝熔浆.3一SsM锭;4一结晶器， 5一分流盘;6一永久磁铁，7一冷却水，8一铸造机锭座通过气体(氮或氢)雾化形成液滴流，以一定的速度冲·向下方的成坯盘，直径约1。即m的液滴在向下运动过程中，受到惰性气流冷却，表面温度迅速下降，发生凝固，形成外壳，而沉积时由于撞击，外壳破裂，内部正在凝固的树枝状晶破碎，形成非常细小的球状等轴晶。 (王祝堂)

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