2的下邊界為準(zhǔn)，加熱熔化后的金屬熔體在隨后的冷卻過(guò)程中，可以沿垂直于坩禍壁的方向生長(zhǎng)出枝晶，而這些枝晶在隨后的加熱重熔過(guò)程中發(fā)生二次枝晶臂的熔斷，促進(jìn)了游離晶粒的增加，如此反復(fù)，通過(guò)凝固-重熔-凝固的循環(huán)重熔過(guò)程可以大大增加游離晶粒的數(shù)量，這些晶?？梢猿蔀榘牍虘B(tài)球狀晶粒的來(lái)源；當(dāng)大量的游離晶粒形成之后，加熱線(xiàn)圈在交流電的作用下可以對(duì)金屬熔體產(chǎn)生洛侖茲力，在洛倫茲力的作用下，能量由外向內(nèi)推送，可以驅(qū)使游離晶粒向熔體內(nèi)部迀移而使枝晶逐漸熔斷，從而使熔體中的枝晶能夠完全破碎，使所得半固態(tài)坯料中的枝晶全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罹?；在循環(huán)重熔處理過(guò)程中還對(duì)金屬熔體進(jìn)行實(shí)時(shí)取樣檢測(cè)，當(dāng)金屬熔體中的樹(shù)枝晶組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罹r(shí)，停止處理，即得到鋁合金的半固態(tài)漿料，針對(duì)每一種特定金屬，只需試驗(yàn)一次即可確定其重熔處理的次數(shù)，本實(shí)施例中循環(huán)重熔處理的次數(shù)為5次；
[0047]步驟三、步驟二中對(duì)金屬熔體循環(huán)重熔處理完成后，將所得的鋁合金半固態(tài)漿料風(fēng)冷至室溫，即制得鋁合金的半固態(tài)坯料。
[0048]對(duì)比例I
[0049]本對(duì)比例中A356鋁合金未進(jìn)行半固態(tài)處理，其制備工藝為:將A356鋁合金經(jīng)過(guò)與實(shí)施例1中相同的熔煉和精煉處理之后不經(jīng)過(guò)循環(huán)重熔處理而直接進(jìn)行澆注。
[0050]分別切取本實(shí)施例所得半固態(tài)坯料和對(duì)比例I未經(jīng)半固態(tài)處理試樣的金相試樣，將試樣打磨、拋光后觀察其金相組織，其金相組織分別如圖2(a)、圖2(b)所示，對(duì)比圖2(a)、圖2(b)中組織可以看出，通過(guò)使用本實(shí)施的技術(shù)方案可以使半固態(tài)處理前的鋁合金組織中的樹(shù)枝晶完全破碎，形成了球狀晶組織，半固態(tài)處理的效果較好，且通過(guò)使用本實(shí)施的一種金屬半固態(tài)坯料的制備方法所制備的A356鋁合金的半固態(tài)坯料純凈、無(wú)污染，所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單，成本較低。
[0051]實(shí)施例2
[0052]本實(shí)施例的一種金屬半固態(tài)坯料的制備方法，包括常規(guī)的熔煉、精煉處理和循環(huán)重熔處理工序，其中熔煉、精煉和循環(huán)重熔處理均采用圖1中的一種金屬半固態(tài)坯料的制備裝置。本實(shí)施例中選擇AZ91鎂合金作為試驗(yàn)材料，其液相線(xiàn)溫度為597°C，固相線(xiàn)溫度為473°C。使用圖1中的裝置來(lái)制備本實(shí)施例中鎂合金的半固態(tài)坯料時(shí)，首先將AZ91鎂合金置于坩禍5內(nèi)，同時(shí)使用第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402將其加熱至熔化狀態(tài)，并在720°C下對(duì)金屬熔體進(jìn)行精煉處理，精煉處理完成后即對(duì)鎂合金金屬熔體進(jìn)行后續(xù)的循環(huán)重熔處理工序，且在熔煉、精煉和循環(huán)重熔處理的整個(gè)過(guò)程中由保護(hù)氣體進(jìn)口 2通入2% SF6+C(yg合氣體保護(hù)，以減少金屬熔體的氧化和吸氣，同時(shí)使用熱電偶3對(duì)金屬熔體的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上述循環(huán)重熔處理工序的具體步驟為:
[0053]步驟一、使用第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402將坩禍5中經(jīng)過(guò)熔煉和精煉后的鎂合金金屬熔體加熱到640°C，保溫15min ；
[0054]步驟二、達(dá)到步驟一的溫度后，交替關(guān)閉第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402，控制金屬熔體的中心溫度處于鎂合金的液相和固相溫度范圍之間，即473-597°C之間，本實(shí)施例中控制溫度始終維持在520°C左右；利用升降平臺(tái)6，以0.6m/min的速率上下移動(dòng)坩禍5，對(duì)金屬熔體進(jìn)行凝固-重熔-凝固的循環(huán)重熔處理，且當(dāng)向上移動(dòng)坩禍5時(shí)關(guān)閉第一線(xiàn)圈401使用第二線(xiàn)圈402進(jìn)行加熱，當(dāng)向下移動(dòng)時(shí)則關(guān)閉第二線(xiàn)圈402使用第一線(xiàn)圈401進(jìn)行加熱，且坩禍5向上移動(dòng)的幅度以坩禍5剛好離開(kāi)第一線(xiàn)圈401的上邊界為準(zhǔn)，而坩禍5向下移動(dòng)的幅度則以坩禍5剛好離開(kāi)第二線(xiàn)圈402的下邊界為準(zhǔn)，加熱熔化后的金屬熔體在隨后的冷卻過(guò)程中，可以沿垂直于坩禍壁的方向生長(zhǎng)出枝晶，而這些枝晶在隨后的加熱重熔過(guò)程中發(fā)生二次枝晶臂的熔斷，促進(jìn)了游離晶粒的增加，如此反復(fù)，通過(guò)凝固-重熔-凝固的循環(huán)重熔過(guò)程可以大大增加游離晶粒的數(shù)量，這些晶?？梢猿蔀榘牍虘B(tài)球狀晶粒的來(lái)源；當(dāng)大量的游離晶粒形成之后，加熱線(xiàn)圈在交流電的作用下可以對(duì)金屬熔體產(chǎn)生洛侖茲力，在洛倫茲力的作用下，能量由外向內(nèi)推送，可以驅(qū)使游離晶粒向熔體內(nèi)部迀移而使枝晶逐漸熔斷，從而使熔體中的枝晶能夠完全破碎，使所得半固態(tài)坯料中的枝晶全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罹В辉谘h(huán)重熔處理過(guò)程中還對(duì)金屬熔體進(jìn)行實(shí)時(shí)取樣檢測(cè)，當(dāng)金屬熔體中的樹(shù)枝晶組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罹r(shí)，停止處理，即得到鎂合金的半固態(tài)漿料，本實(shí)施例中循環(huán)重熔處理的次數(shù)為6次；
[0055]步驟三、步驟二中對(duì)金屬熔體循環(huán)重熔處理完成后，將所得的鋁合金半固態(tài)漿料空冷至室溫，即制得AZ91鎂合金的半固態(tài)坯料。
[0056]對(duì)比例2
[0057]本對(duì)比例中AZ91鎂合金未進(jìn)行半固態(tài)處理，其制備工藝為:將AZ91鎂合金經(jīng)過(guò)與本實(shí)施例中相同的熔煉和精煉處理之后不經(jīng)過(guò)循環(huán)重熔處理而直接進(jìn)行澆注。
[0058]分別切取本實(shí)施例所得半固態(tài)坯料和對(duì)比例2未經(jīng)半固態(tài)處理試樣的金相試樣，將試樣打磨、拋光后觀察其金相組織，其金相組織分別如圖3(a)、圖3(b)所示，對(duì)比圖3(a)、圖2(b)中組織可以看出，通過(guò)使用本實(shí)施的技術(shù)方案可以使半固態(tài)處理前的AZ91鎂合金組織中的樹(shù)枝晶完全破碎，形成由均勻、細(xì)小的球狀晶組成的半固態(tài)坯料，半固態(tài)處理的效果較好，且通過(guò)使用本實(shí)施的一種金屬半固態(tài)坯料的制備方法所制備的AZ91鎂合金的半固態(tài)坯料純凈、無(wú)污染，所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單，成本較低。
[0059]實(shí)施例3
[0060]本實(shí)施例的一種金屬半固態(tài)坯料的制備方法，包括常規(guī)的熔煉、精煉處理和循環(huán)重熔處理工序，其中熔煉、精煉和循環(huán)重熔處理均采用圖1中的一種金屬半固態(tài)坯料的制備裝置。本實(shí)施例中選擇TlO工具鋼作為試驗(yàn)材料，其液相線(xiàn)溫度為1480°C，固相線(xiàn)溫度為1350°C。使用圖1中的裝置來(lái)制備本實(shí)施例中TlO工具鋼的半固態(tài)坯料時(shí)，首先將TlO工具鋼置于坩禍5內(nèi)，同時(shí)使用第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402將其加熱至熔化狀態(tài)，并在1600°C下對(duì)金屬熔體進(jìn)行精煉處理，精煉處理完成后即對(duì)TlO工具鋼金屬熔體進(jìn)行后續(xù)的循環(huán)重熔處理工序，且在熔煉、精煉和循環(huán)重熔處理的整個(gè)過(guò)程中由保護(hù)氣體進(jìn)口 2通入2% SF6+C(yg合氣體保護(hù)，以減少金屬熔體的氧化和吸氣等，同時(shí)使用熱電偶3對(duì)金屬熔體的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上述循環(huán)重熔處理工序的具體步驟為:
[0061]步驟一、同時(shí)使用第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402將坩禍5中經(jīng)過(guò)熔煉和精煉后的TlO工具鋼金屬熔體加熱到1550°C，保溫20min ；
[0062]步驟二、達(dá)到步驟一的溫度后，交替關(guān)閉第一線(xiàn)圈401和第二線(xiàn)圈402，控制金屬熔體的中心溫度處于TlO工具鋼的液相和固相溫度范圍之間，即1350-1480°c之間，本實(shí)施例中控制溫度始終維持在1450°C左右；利用升降平臺(tái)6，以lm/min的速率上下移動(dòng)坩禍5，對(duì)金屬熔體進(jìn)行凝固-重熔-凝固的循環(huán)重熔處理，且當(dāng)向上移動(dòng)坩禍5時(shí)關(guān)閉第一線(xiàn)圈401使用第二線(xiàn)圈402進(jìn)行加熱，當(dāng)向下移動(dòng)時(shí)則關(guān)閉第二線(xiàn)圈402使用第一線(xiàn)圈401進(jìn)行加熱，且坩禍5