中文3450字半固态铝合金（A356）浆料流变成形的充填性能YuelongBail.1，2,WeiminMao1,Son&Gao1,GuoxingTang1,andJunXu21材料科学与工程学院.北京科技大学,北京100083.2国家有色金属材料合成工程研究中心。
        有色金属材料总研究所，北京100088出处：JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing,Mineral,Metallurgy,MaterialVolume15,Issue1,February2008,Pages48–52摘要：许多流变成形方法研究了浆料温度、注浆压力和用来克服浆料流阻力。但是，如果注浆压力非常高，并且达到临界值，那么谐振器中空气不能立即排出，并且由于不利高温，充填长度将降低，并且也可能会造成湍流[-]；因而，如果要预防湍流，必须选择增高注浆压力。从图还可以看出，当注浆压力增加，如果活塞速度也同时增加，充填长度将增加。例如，当活塞速度是.m/s，如果注浆压力增加到MPa，充填长度将高达mm,更确切地说，充填性能相当好。主要原因可能是较高充填速度减少浆料散热，并且充填速度越高，浆料凝固之间流动时间越长。因此，充填性能将非常好。图中结果显示，如果压模排气比较好并且湍流不会出现，注浆压力越高，充填性能越好，并且由电磁搅拌低过热度浇注得到浆料充填性能也非常好。.活塞速度对充填性能影响活塞速度是充填浆料时活塞向前移动速度。在流变成形过程中，它也是一个重要参数。图显示了活塞速度对充填长度影响，其中浆料温度是C。充填长度/mm注浆压力/MPa图活塞速度压射室时温度。试验说明浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能有非常大影响。在不同温度下流变成形螺旋形试样充填长度所图所示，其中活塞速度是.m/s。图浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能影响从图可以看出，当注浆压力为、、或者MPa时，随着浆料温度增高，充填长度变化趋势是相似，并且随着浆料温度增高充填长度增长趋势是明显。即随着浆料温度增高，半固态A铝合金浆料充填性能逐渐变好。这是因为随着浆料温度增高，固相率和表观粘度降低。因此，当谐振器中浆料流和充填长度增加时，充填阻力变小。另一方面，由越高温度产生浆料凝固时间将越长，并且充填时间也会更长。因而，浆料温度越高，凝固时间越长，而充填性能越好。但是，如果浆料温度相对比较高，那么可能会造成湍流和气体运移。因此，必须采纳确保非常紧密充填适当浆料温度。从图还可以看出，由电磁搅拌低过热度浇注得到浆料充填性能非常好。甚至当浆料温度和重加热压模温度分别是和℃，充填长度仍然可以达到mm，这说明了mm厚mm长铸件具有好充填性能。如果浆料温度继续增图压模(a)和其横截面(b)示意图（单位：mm）成形温度/℃充填长度/mm加到℃，充填长度将高达mm之多，并且在-mm范围之内。即，当成形温度和注浆压力分别为℃和MPa时，充填长度将增加到mm。因而，任何复杂模槽完全充填可以通过适当地调节浆料温度和注浆压力而得到保证。.注浆压力对充填性能影响注浆压力是施加在压射室里半固态A铝合金浆料上静态压力。在流变成形过程中，它也是一个重要参数，并且注浆压力对处在不同注浆压力条件下螺旋形压铸件充填长度影响如图所示，图中浆料温度是C。图注浆压力对充填性能影响从图可以看出，当注浆压力越小时，充填长度越短；但是，当注浆压力增加时，充填长度将增加。例如，当注浆压力是MPa和活塞速度是.m/s时，充填长度仅是mm，这说明充填性能不好。但是，当注浆压力增加到MPa，充填长度将高达mm，这说明充填性能比较好。而且，如果注浆压力增加到MPa以上，充填长度也明显增加，将高达到-mm。随着注浆压力增加，充填长度变化趋势可以得到如下解释：当注浆压力越低时，充填能量不足够克服浆料流阻力，因此，充填长度越短；如果注浆压力增加，浆料将获得较大能量用来克服浆料流阻力。但是，如果注浆压力非常高，并且达到临界值，那么谐振器中空气不能立即排出，并且由于不利高温，充填长度将降低，并且也可能会造成湍流[-]；因而，如果要预防湍流，必须选择增高注浆压力。从图还可以看出，当注浆压力增加，如果活塞速度也同时增加，充填长度将增加。例如，当活塞速度是.m/s，如果注浆压力增加到MPa，充填长度将高达mm,更确切地说，充填性能相当好。主要原因可能是较高充填速度减少浆料散热，并且充填速度越高，浆料凝固之间流动时间越长。因此，充填性能将非常好。图中结果显示，如果压模排气比较好并且湍流不会出现，注浆压力越高，充填性能越好，并且由电磁搅拌低过热度浇注得到浆料充填性能也非常好。.活塞速度对充填性能影响活塞速度是充填浆料时活塞向前移动速度。在流变成形过程中，它也是一个重要参数。图显示了活塞速度对充填长度影响，其中浆料温度是C。充填长度/mm注浆压力/MPa图活塞速度nesiumnewrheocastinganovelapproachtohighqualitymagnesium-castings,[in]ProceedingsofthethInternationalConferenceonSemi-SolidProcessingofAlloysandCompositions,TuM,,p..[]T.Kaneuchi,R.Shibata,andM.Ozawa,Developmentofnewsemi-solidmetalcastingprocessforautomotivesuspensionparts,[in]ProceedingsofthethInternationalConferenceonSemi-SolidProcessingofAlloysandComposites,Tsukuba,,p..[]JA.Yinko,RA.Marmez,andM.C.Fleming,Develqmmtofthed-solidrkazdngpwzss,[in]ProceedingsofthethInternationalConferenceonSemi-SolidProcessingofAlloysandCompositions,Tsukuba,,p..[]W.M.Mao,A.M.Zhao,C.L.Cui,ThePreparingMethodandApparatusoftheSphericalPrimaryGrainSemi-solidSlurryorContinuousSlurry,ChinaPatent,,.[]Liu,W.M.Mao,andZ.D.Zhao,Preparationofsemisolidslurryofaluminumalloysbyanewtechnology,Chin.J.Mater.Res.(inChinese),(),No.,p..[]GJ.Liu,K.Zhang,andY.J.Zhang,Continuousproductionandresearchofsemi-solidAlSiMgalloy,ActaMetall.Sin.(inchinese),(),No.,p..[]W.M.Mao,A.M.Zhao,C.L.Cui,etal.,Theresearchofthesemi-solidAlSiMgcontinuousslurryandmicrostructure,ActaMetall.Sin.(inChinese),(),No.,[]D.Liu,J.Z.Cui,andK.N.Xia,Microstructureofliquiduscastingaluminumalloy,J.NortheasternUniv.Nai.Sci.Ed.(inChinese),(),No.,p..[]W.M.Mao,A.M.Zhao,andC.L.Cui,TheDirectPreparingMethodandApparatusoftheSphericalPrimaryGrainSemi-solidSlurryorContinuousSlurry,ChinaPatent.,.压射室时温度。试验说明浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能有非常大影响。在不同温度下流变成形螺旋形试样充填长度所图所示，其中活塞速度是.m/s。图浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能影响从图可以看出，当注浆压力为、、或者MPa时，随着浆料温度增高，充填长度变化趋势是相似，并且随着浆料温度增高充填长度增长趋势是明显。即随着浆料温度增高，半固态A铝合金浆料充填性能逐渐变好。这是因为随着浆料温度增高，固相率和表观粘度降低。因此，当谐振器中浆料流和充填长度增加时，充填阻力变小。另一方面，由越高温度产生浆料凝固时间将越长，并且充填时间也会更长。因而，浆料温度越高，凝固时间越长，而充填性能越好。但是，如果浆料温度相对比较高，那么可能会造成湍流和气体运移。因此，必须采纳确保非常紧密充填适当浆料温度。从图还可以看出，由电磁搅拌低过热度浇注得到浆料充填性能非常好。甚至当浆料温度和重加热压模温度分别是和℃，充中文字半固态铝合金（A）浆料流变成形充填性能YuelongBail.，,WeiminMao,Son&Gao,GuoxingTang,andJunXu材料科学与工程学院.北京科技大学,北京.国家有色金属材料合成工程研究中心。有色金属材料总研究所，北京出处：JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing,Mineral,Metallurgy,MaterialVolume,Issue,February,Pages–摘要：许多流变成形方法研究了浆料温度、注浆压力和活塞速度对半固态A合金流变成形性能影响。结果表明，半固态A铝合金浆料温度对充填性能有非常巨大影响；浆料温度越高，充填性能越好，并且流变成形合适浆料温度是在-C范围之内。注浆压力也对充填性能有非常巨大影响，并且当它处在-MPa范围之内时适合流变成形。活塞速度也对充填性能有非常巨大影响，并且当活塞速度在.-.m/s范围内时适合流变成形。由电磁搅拌低过热度浇注准备浆料充填性能是非常好，并且流变成形压铸中微结构分布是均匀，这种情况有利于高质量压铸。关键字:A铝合金；流变成形；充填性能；半固态引言自从s麻省理工学院弗莱明斯发展了半固态金属成型以来，它已经了吸引了海外和国内相当大注意力。一些专家学者已经对这些技术理论基础和应用进行了研究。又经过多年发展，这些理论和应用研究已经成功应用于制造各种各样汽车和飞机零部件[-]。但是，发展到现在，只有触变成形技术已经应用到商业生产，但是这种商业生产规模非常小。这主要是因为半固态浆料准备代价和二次加热能量消耗越来越大，并且坯、浇注系统和不合格铸件之间循环是困难。当与触变成形技术对比发现，半固态金属流变成形技术有几个优点，例如过程明显变短，浇注系统和废弃铸件之间循环变得容易，生产代价低等。因此，流变成形技术现在已经成为最重要研究课题之一[-]。短时间内电磁搅拌低过热度浇注(LSPWES)是一种准备半固态合金浆料新方法[-]，与高功率电磁搅拌得到半固态合金坯相比，它只需要更低能量消耗[-]；并且其过程控制明显方便[]，其浆料微结构优于液相线压铸技术得到浆料结构。因此，LSPWES可以作为一种新半固态流变成形过程关键技术[]。在本文研究中，研究了由LSPWES方法得到半固态A合金浆料充填性能，其研究结果对改进流变成形技术发展非常有用。试验试验中使用原材料是商用A铝合金。它成分是.wt硅、.wt镁、.wt铁和.wt铝。液体温度和固体温度分别大约是和℃。在这些试验中，A合金浆料首先由电磁搅拌低过热度浇注得到，然后浆料在一个感应加热器中经受长时间热处理。长时间热处理过程之后，浆料最后被快速传送到压铸机器压射室而成形。为了研究上面得到浆料流变成形充填性能，采用了带有mmmmmm螺旋形谐振器压模。压模和其横截面示意图如图。流变成形试样长度可能作为评估浆料温度、注浆压力和活塞速度对充填性能影响标准。在这些试验中采用浆料温度在-℃范围内；注浆压力在-MPa范围内；活塞速度处在.-.m/s之间。预热压模和压射室得温度分别是和℃。结论.浆料温度对充填性能影响在这里，浆料温度是指浆料被传送到压射室时温度。试验说明浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能有非常大影响。在不同温度下流变成形螺旋形试样充填长度所图所示，其中活塞速度是.m/s。图浆料温度对半固态A铝合金浆料充填性能影响从图可以看出，当注浆压力为、、或者MPa时，随着浆料温度增高，充填长度变化趋势是相似，并且随着浆料温度增高充填长度增长趋势是明显。即随着浆料温度增高，半固态A铝合金浆料充填性能逐渐变好。这是因为随着浆料温度增高，固相率和表观粘度降低。因此，当谐振器中浆料流和充填长度增加时，充填阻力变小。另一方面，由越高温度产生浆料凝固时间将越长，并且充填时间也会更长。因而，浆料温度越高，凝固时间越长，而充填性能越好。但是，如果浆料温度相对比较高，那么可能会造成湍流和气体运移。因此，必须采纳确保非常紧密充填适当浆料温度。从图还可以看出，由电磁搅拌低过热度浇注得到浆料充填性能非常好。甚至当浆料温度和重加热压模温度分别是和℃，充填长度仍然可以达到mm，这说明了mm厚mm长铸件具有好充填性能。如果浆料温度继续增图压模(a)和其横截面(b)示意图（单位：mm）成形温度/℃充填长度/mm加到℃，充填长度将高达mm之多，并且在-mm范

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