一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬的半固態(tài)成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，半固態(tài)金屬漿體相對(duì)于液態(tài)金屬具有粘度大，凝固收縮小等特點(diǎn)，因而使用半固態(tài)金屬成型的零件相對(duì)于普通液態(tài)成型的對(duì)應(yīng)零件有許多的優(yōu)點(diǎn)，如較少的氣孔和縮孔缺陷、更佳的機(jī)械性能等；另，相對(duì)于固態(tài)成型方法，半固態(tài)金屬漿體的變形抗力非常小，可進(jìn)行復(fù)雜件成型，且加工成本低。因此，半固態(tài)金屬成型以其諸多的優(yōu)越性而被稱為21世紀(jì)最有前途的的金屬材料加工方法。半固態(tài)金屬漿體的制作是半固態(tài)金屬成型技術(shù)的關(guān)鍵；目前，制備具有球狀晶結(jié)構(gòu)的半固態(tài)金屬漿體的方法主要有:機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、超聲波攪拌法、直流脈沖法等。這些方法的工藝流程相對(duì)復(fù)雜、工藝參數(shù)不易控制，導(dǎo)致生產(chǎn)成本相對(duì)較高，以至于到目前為止，金屬的半固態(tài)成型技術(shù)還沒有在很大的范圍得到工業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，工藝流程非常簡(jiǎn)單且易于控制，生產(chǎn)成本極低，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法的具體步驟如下:
Ca)將熔融金屬或合金(I)置于一容器(2)中；
(b)將容器(2)中的熔融金屬或合金(I)冷卻至其液相線以下；
(c)往容器(2)中加入恪融金屬或合金(3)，形成金屬半固態(tài)楽體(4)。
[0005]所述的步驟(a)中的熔融金屬或合金(I)與所述的步驟(c)中的熔融金屬或合金
(3)的化學(xué)成分相同或不同。
[0006]所述的步驟(b)中的熔融金屬或合金(I)經(jīng)冷卻后處于固液共存狀態(tài)或完全凝固成固體。
[0007]對(duì)所述的步驟(C)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)加以攪拌以增加該漿體的均勻性。
[0008]所述的步驟(C)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量至少為I wt%。
[0009]所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)楽體(4)的固體含量不超過60 wt%o
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
1)本發(fā)明的工藝流程非常簡(jiǎn)單，且易于控制；
2)應(yīng)用本發(fā)明的制漿方法，漿體的生產(chǎn)成本極低；
3)本發(fā)明易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的工藝不意圖；
圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的金屬組合物的顯微照片，包括球狀的初生固體相和冷淬過程中形成的二次固體相。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法的具體步驟如下:
Ca)將熔融金屬或合金(I)置于一容器(2)中；
(b)將容器(2)中的熔融金屬或合金(I)冷卻至其液相線以下；
(c)往容器(2)中加入恪融金屬或合金(3)，形成金屬半固態(tài)楽體(4)。
[0013]所述的步驟(a)中的熔融金屬或合金(I)與所述的步驟(c)中的熔融金屬或合金
(3)的化學(xué)成分相同或不同。
[0014]所述的步驟(b)中的熔融金屬或合金(I)經(jīng)冷卻后處于固液共存狀態(tài)或完全凝固成固體。
[0015]對(duì)所述的步驟(C)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)加以攪拌以增加該漿體的均勻性。
[0016]所述的步驟(C)中形成的金屬半固態(tài)楽體(4)的固體含量至少為I wt%。
[0017]所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)楽體(4)的固體含量不超過60 wt%o
[0018]需要指出的是，當(dāng)形成的金屬半固態(tài)楽體(4)的固體含量少于10wt%，其粘度相對(duì)較低；可以不需要附加的攪拌工序(如機(jī)械攪拌、電磁攪拌等)以達(dá)到漿體均勻化的目的。然而，當(dāng)形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量大于20wt%，其粘度相對(duì)較高，一般需要附加的攪拌工序(如機(jī)械攪拌、電磁攪拌等)以達(dá)到漿體均勻化的目的。
[0019]形成的金屬半固態(tài)漿體(4)經(jīng)冷卻后的固體含量至少為lwt%，優(yōu)選至少為10wt%，更優(yōu)選至少為20wt%;其關(guān)鍵在于，形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量的選擇，應(yīng)確保其在進(jìn)一步的冷卻和凝固時(shí)抑制金屬枝狀晶結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生。
[0020]形成的金屬半固態(tài)楽體(4)經(jīng)冷卻后固體含量不超過60wt%，優(yōu)選不超過50wt%，更優(yōu)選不超過40wt% ;更高的固體含量可能使?jié){體不易于進(jìn)行進(jìn)一步的半固態(tài)加工。
[0021]本發(fā)明用下列實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實(shí)施例。
[0022]圖1示出了本發(fā)明的的四個(gè)獨(dú)立步驟。步驟I示出了一個(gè)容器(2)，容器(2)中裝有一定重量的熔融金屬(I)。步驟2示出了步驟I中的容器(2)和熔融金屬(I);容器(2)中的熔融金屬(I)已冷卻至該金屬的液相線以下，即部份的熔融金屬(I)已凝固成固體。步驟3示出了步驟2中的容器(2 )以及再一個(gè)容器(5 );容器(5 )中裝有熔融的金屬(3 )，一定量的熔融金屬(3)已被加入到容器(2)中，并和步驟2中的金屬(I)混合在一起形成半固態(tài)金屬漿體(4)。步驟4示出了步驟3中的容器(2)和半固態(tài)金屬漿體(4)，以及一個(gè)機(jī)械攪拌裝置(6);通過機(jī)械攪拌，半固態(tài)金屬漿體(4)的均勻性得以增加。
[0023]半固態(tài)金屬漿體(4)的固體比率可以通過對(duì)所裝入容器(2)中的熔融金屬(I)的重量和溫度，對(duì)所裝入容器(2)中的熔融金屬(I)的冷卻時(shí)間，以及對(duì)所加入的熔融金屬
(3)的重量和溫度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)來控制。在許多情況下，理想的是，將半固態(tài)金屬漿體(4)的固體比率控制在10-30%之間；因?yàn)樵谠摫嚷史秶牍虘B(tài)金屬漿體(4)已具有足夠的固體含量以防止其在進(jìn)一部冷切過程產(chǎn)生枝狀晶，同時(shí)半固態(tài)金屬漿體(4)仍然具有足夠的流動(dòng)性從容器(2)中倒出(非示出)。
[0024]實(shí)施例1
以下對(duì)Al-7wt%Si鋁合金半固態(tài)漿體的生產(chǎn)方法及裝置加以舉例說明。
[0025]首先把一個(gè)內(nèi)徑為約130毫米、壁厚為約16毫米、高度為約180毫米的“粘土-石墨”坩禍加熱至約500°C;然后往該坩禍倒入約2000克的熔融Al-7wt%Si鋁合金，這時(shí)坩禍中的鋁合金的溫度為625°C (該Al-7wt%Si鋁合金的液相線溫度為約616°C，固相線溫度為約572°C);然后讓坩禍中的鋁合金自然冷卻，當(dāng)坩禍中的鋁合金的溫度降到約600°C，往坩禍中加入約3000克的約630°C的熔融Al-7wt%Si鋁合金，這時(shí)坩禍中的鋁合金的溫度為約612°C，即約5000克的鋁合金半固態(tài)漿體已經(jīng)形成；然后對(duì)坩禍中的半固態(tài)漿體進(jìn)行機(jī)械攪拌約30秒，這時(shí)坩禍中的約5000克半固態(tài)漿體的溫度降到約601°C。少量的半固態(tài)漿體被從坩禍中取出并在冷水中淬火；所得到的顯微結(jié)構(gòu)如圖2所示；從圖2可以看出，使用本發(fā)明所揭露的方法生產(chǎn)的半固態(tài)漿體，其初生固體相為球狀晶結(jié)構(gòu)。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:具體步驟如下: Ca)將熔融金屬或合金(I)置于一容器(2)中； (b)將容器(2)中的熔融金屬或合金(I)冷卻至其液相線以下； (c)往容器(2)中加入恪融金屬或合金(3)，形成金屬半固態(tài)楽體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(a)中的熔融金屬或合金(I)與所述的步驟(c)中的熔融金屬或合金(3)的化學(xué)成分相同或不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(b)中的熔融金屬或合金(I)經(jīng)冷卻后處于固液共存狀態(tài)或完全凝固成固體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:對(duì)所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)加以攪拌以增加該漿體的均勻性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量至少為I wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量至少為10 wt%o
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量至少為20 wt%o
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量不超過60 wt%o
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)楽體(4)的固體含量不超過50 wt%o
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，其特征在于:所述的步驟(c)中形成的金屬半固態(tài)漿體(4)的固體含量不超過40 wt%o
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)金屬半固態(tài)漿體的方法，具體步驟如下：（a）將熔融金屬或合金（1）置于一容器（2）中；（b）將容器（2）中的熔融金屬或合金（1）冷卻至其液相線以下；（c）往容器（2）中加入熔融金屬或合金（3），形成金屬半固態(tài)漿體（4）。本發(fā)明的工藝流程非常簡(jiǎn)單且易于控制，生產(chǎn)成本極低，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【IPC分類】B22D1-00
【公開號(hào)】CN104841896
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510277675
【發(fā)明人】林榮英
【申請(qǐng)人】林榮英
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日