专利名称：一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形方法，属于挤压和半固态成形技术领域。
背景技术：
随着环境与能源问题的日益突出，我国可持续发展问题越来越受到重视，不断调整和改进工业企业增长方式和发展方向将逐步把我国从加工大国向加工强国推进，这对现代加工制造业提出了两个要求①不断地追求高效率、高质量，加强自主创新；②节省资源、能源与无公害化。与非金属材料相比，金属材料在价格、环保、性价比等方面都表现出明显的优势，所以在今后相当长时期内仍将是全球性的主要工业原材料，对经济发展和社会文明进步仍将起到重要的支撑作用。近几年来，我国金属材料加工通过自身努力和引进消化在生产能力上有了较大提高，但与发达国家相比，在工艺、装备、技术等方面还存在相当差距，如产品能耗高、成本高、质量差、环境污染严重、市场竞争力弱等，在生存与发展上面临着国际市场竞争的严峻挑战。
为尽快扭转我国经济建设中占有重要地位的材料加工行业的高能耗、重污染和低性价比，提高产品质量，减轻环境污染，增强其国际竞争力，迫切需要从冶金材料科学发展前沿出发，突破传统的冶金及加工工艺理论和概念，利用高新技术对材料加工及控制技术进行新的工艺探索，实现生产过程的短流程、低能耗和高质量。长期以来探索多维变截面复杂零件的短流程、近终形生产方法、并能从实验上制备复杂零件以及研究其性能已成为广大现代高新技术加工企业的一种迫切需要。20世纪70年代初期半固态加工技术的出现无疑是材料加工行业近30多年来最重要的发现。
所谓半固态加工是对具有一定液相组分的固液混合浆料进行压铸、挤压或模锻成形，是一种介于普通铸造(纯液态)和锻压(纯固态)之间的成形方法(M.C.Flemings.Behavior of Alloysin Semi-solid State.Metallurgical Transactions，1990，Vol.22B269-293)。与普通的加工方法相比，半固态金属加工具有如下优点①应用范围广泛，凡具有固液两相区的金属及合金均可实现半固态加工，如铝合金、镁合金和钢的压铸、挤压和锻压成形；②半固态合金已经部分释放出结晶潜热，因而减轻了对加工模具的热冲击，使其寿命大幅度提高；③半固态浆料具有流变性和触变性，变形抗力非常小，因而可以成形断面十分复杂的零件，实现近净成形，并且缩短了加工周期，提高了材料利用率，有利于节能节材；④半固态浆料充填平稳，无湍流和喷溅，加工温度相对较低，凝固收缩小，因而成形件表面平整光滑，内部组织致密，气孔、偏析等缺陷少，晶粒细小，力学性能好。可见半固态加工技术与传统的加工技术相比具有极大的优势(Simon Kleiner，Erhard Ogris，Oliver Beffort and Peter J.Uggowitzer.Semi-Solid MetalProcessing of Aluminum Alloy A356 and Magnesium Alloy AZ91Comparison Based on MetallurgicalConsiderations.Advanced Engi.Mater.2003，5(9)653-658)。
20世纪70年代以来，该技术得到了美国、意大利、德国和日本等发达国家科技工作者的普遍重视，并已先后对铝、镁、铅、铜等合金在半固态工艺实验和理论等方面开展了广泛的研究，取得了重要进展，部分公司已进入规模生产(M.Fehlbier.Herstellung，Charakterisierungund Verarbeitung Teilfluessiger Metallischer Werkstoffe am Beispiel Verschiedener Aluminum-undMagnesiumlegierungen.Aachen，Techn.Hochsch.，Diss，2002.ISBN 3-8322-1064-4)。如美国的Alumax公司1997年的两座半固态铝合金成形汽车零件生产工厂的生产能力分别达到每年5000万件。意大利的Stampal SPA和Fiat Auto公司生产的半固态铝合金汽车零件质量达7kg，并且形状复杂；意大利的MM(Magneti Marelli)为汽车公司生产半固态铝合金成形的fuelinjection rail零件，在2000年达到日产7500件。在德国，世界著名的亚琛工业大学金属成形所(IBF der RWTH-Aachen)在Reiner Kopp教授和EFU公司前总裁Gerhalt Hirt教授领导下正进行着一项规模宏大、水平很高的半固态研究项目SFB289(Sonderforschungsbereich，为德国的中长期发展规划项目)，该项目从1996年起连续12年从德国科研联合会DFG(Deutsche Forschungsgemeinschaft)获得资助，对半固态技术进行了全面、深入和系统的基础研究和工业开发(M.Kiuchi，R.Kopp.Mushy/Semi-solid metal formingtechnology-Present and future.Annals of the CIRP.2002，51(2)1-18)。日本的Speed Star Wheel公司已经用半固态加工技术生产铝合金轮毂(重5kg)。另外，在日本一些公司已用半固态镁合金触变成形技术生产出移动通讯手机外壳和笔记本电脑外壳等。在全世界范围内已先后召开了9次半固态国际学术会议(S2P)，取得了重要学术成果。
我国从80年代后期开始，在国家自然科学基金、863和973等计划的支持下，先后有不少高校和科研单位开展了这方面的研究，如北京有色金属研究总院(张景新，张奎，徐俊，石力开.Semi-solid Processing of AZ91D Alloy.中国第二届半固态年会论文集.北京，2002204-208)、重庆大学(左宏志，刘昌明，邹茂华，谷忠明，范增，李德全，吴均，邱孝祥.ZL112Y压铸铝合金半固态重熔工艺及摩托车零件的半固态压铸成形.中国第二届半固态年会论文集.北京，2002102-109)等。在半固态加工成形技术的基础理论研究方面取得了可喜进展，并自形设计和开发了不同类型的试验设备，甚至与企业合作进行试验生产。如重庆大学与中国嘉陵集团重庆九方铸造有限公司合作研制的JH70型摩托车发电机镁合金半固态支架；北京有色金属研究总院与东风汽车公司合作，采用半固态压铸生产的铝合金汽车空调器零件。
通过对以上国内外研究分析可以发现，目前国内外所做的研究工作大部分都是通过采用半固态触变成形、特别是触变压铸成形对材料成形过程进行研究。并基于这样的“假设”半固态浆料在模腔充填过程中被认为是无紊流流动(非牛顿流动行为)。理论上，这种无紊流浆料充填可以避免在常规铸造成形中常出现的气孔汽泡缺陷，形成具有高力学性能的产品，并且层流中具有封闭的流动前沿，以降低氧化物等夹杂。然而，在实际试验过程中经常发现开裂、材料重叠形成的折痕以及局部材料冷缩形成的缩孔等缺陷，这可能是半固态技术难于实现大规模工业化生产的重要原因。因而，必须对半固态浆料流动、特别是流动前沿行为进行系统深入的研究，找出产生以上各种缺陷的原因，并提出新的半固态成形工艺，以便早日将半固态成形技术大规模运用于工业化生产，产生社会经济效益。
由于半固态压铸成形通常是在浆料固相分数为40％--60％的条件下完成的，所生产的零件内部、特别是表面仍存在部分缩孔气泡等缺陷，对质量和尺寸精度等要求较高、特别是强度要求较高的复杂零件通常采用半固态挤压或锻造成形方法来实现。在半固态挤压或锻造时，半固态浆料或坯料的固相分数要求控制在70％以上，其液相成分通常被认为是作为润滑使用。由此产生的结果是浆料充填过程中产生紊流的倾向性降低，然而材料流动产生封闭前沿的可能性也同时降低，前沿开裂可能性加大。实际上，在半固态挤压或锻造成形过程中，浆料由于热辐射、热对流和热传导等原因在变形过程中逐步凝固，其成形过程是在非等温条件下完成的。由于热传导参数和热辐射系数等热能参数在实际生产中无法改变，因而对流动前沿的研究只能从两个方面进行控制成形过程中的模具运动速度和改变模具的几何尺寸。因为半固态加工温度区间通常很窄，其成形过程必须在很短的时间内完成。这要求成形设备不仅有高的位置精度，同时必须有较高的滑块运动速度，但过高的浆料充填速度会产生对零件质量不利的紊流。因而在设定模具运动速度时要避免产生浆料紊流充填，并防止浆料流动前沿开裂问题的发生。
另一方面，随着汽车、电子和航空航天等领域快速发展，其零部件的复杂程度也越来越高，如在三维方向上均为变截面的复杂零件，常规的低生产效率、高能耗高生产成本的制造方法已显得不相适应。长期以来探索用短流程、近终形生产方法、并能从实验上制备高质量多维变截面复杂零件以及研究其性能已成为广大高新技术制造企业的一种迫切需要，如何找到一种巧妙的成形方法已成为广大科学家和工程师一项极具创造性和挑战性的研究。目前，问题的主要瓶颈是如何提出一种灵活且易于控制的材料成形工艺。
将半固态成形技术与灵活挤压技术相结合，研究开发半固态灵活挤压成形工艺具有重大的理论意义和广阔的工业前景，特别是在航空航天、军工、电子、通讯等领域。一方面，目前在我国对半固态成形技术的研究目前仍处于基础理论阶段，不断拓宽和加强半固态基础研究可以进一步探索半固态成形机理，包括半固态浆料的制备与控制技术、浆料的准确定量运输以及与成形设备的对接技术等。由于在国内和国际上对灵活挤压成形工艺研究开发还未见报到，开展这项具有挑战性的开创性研究可以使我们在半固态成形技术研究上处于国际领先地位，探索和发现新的成形理论。实际上，灵活挤压成形工艺涉及的研究领域包括多个跨学科研究，如材料成形加工过程中的热力学、动力学理论基础与力学、热能控制技术、物理学，以及冶金材料学、凝固理论、表面工程、摩擦技术、陶瓷、模具设计技术、挤压成形精确控制技术、模拟技术等。通过理论分析及试验研究，努力总结出半固态灵活挤压成形工艺的理论基础和科学规律，确定出最佳半固态成形工艺，为今后实现复杂零件半固态灵活挤压成形的工程化技术突破提供理论和科学依据。这对于我们立足于世界材料研究领域最前沿，促进我国加工行业生产方式的根本转变以及国民经济和科学技术的发展都具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形工艺。
本发明提出的一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形工艺方法，其特征在于，所述工艺方法含有以下各步骤(1)半固态浆料的制备对于半固态触变挤压成形，首先用感应加热炉二次加热得到具有半固态组织特征的坯料，使原毛坯变成具有一定固相分数的半固态坯料；或者对于半固态流变挤压成形，首先用电阻炉加热经过干燥处理的块状商用合金铸锭，在达到完全熔化温度后，保温静置；(2)用于半固态浆料快速定量输送的装置设计对于半固态流变挤压成形，其步骤为(a)设计可对半开的不锈钢坩埚一个，坩埚体积大小与目标零件体积大小相等；(b)用电热装置将坩埚预热到250℃-280℃，将上述步骤(1)中经静置后的合金熔液倒入坩埚，并控制冷却，其间可进行弱搅拌以减小浆料内外温差，并细化晶粒；(c)当浆料温度下降到设定的半固态温度后，即得到一定固相分数的半固态坯料，所述灵活挤压用坯料固相分数通常控制在70％-90％；(3)复杂零件半固态灵活挤压成形设计用于灵活挤压成形复杂零件的模具，包括模具预热和温度控制系统的建立，将由感应加热或半固态浆料制备得到的具有一定固相分数的挤压坯料迅速放入模具中挤压成形得到目标零件。
在上述的成形方法中，所述步骤(1)对镁合金材料，用氩气作为保护气体，用发泡镁合金覆盖剂保护熔化的镁合金液。
在上述的成形方法中，所述步骤(3)为保证复杂零件在高度尺寸方向呈渐近式成形，随着挤压凸模垂直向下运动，挤压模具中的活动凹模在水平方向呈渐近式可控移动，所述活动凹模是半固态灵活挤压成形工艺的核心部分，该活动凹模移动速度和幅度由挤压速度和安装在活动凹模背面的弹簧刚度决定。
在上述的成形方法中，所述步骤(3)模具预热温度为200℃-300℃，用石墨粉或JD-800型脱模剂。
在上述的成形方法中，所述步骤(3)挤压速度控制在50-100mm/s，保压时间为5-10秒。
本发明与现有技术相同/区别之处目前，对高质量三维变截面复杂零件的生产常采用多工步锻造的方法，或采用机械加工的方法来实现。以上方法工艺流程长，生产成本高。使用常规挤压方法通常只能生产两维变截面零件，并且在成形过程中，模具采用预先固定的方式。在半固态灵活挤压成形工艺中，活动凹模在挤压成形过程中作渐近式可控制移动，用该工艺制备生产三维变截面复杂零件在国内外均未见报道。此外，本发明使用可对开的坩埚实现浆料的定量运输以及与成形设备的对接也未见报道，这是为便于半固态坯料与坩埚顺利分离，使用该坩埚进行下一轮浆料运输，保证生产过程的无障碍连续运转。
本发明用半固态灵活挤压成形工艺来进行高质量多维变截面复杂零件的生产，扩大了半固态技术的应用领域，拓展了复杂零件的制造途径，是一种完成崭新的挤压成形工艺。使用该工艺，不但可以实现复杂零件的短流程、近终形的成形制造，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。同时，本方法装置简单，成本投入少。
图1为典型三维变截面复杂零件示意图。
图2为灵活挤压成形工艺活动凹模的三维结构图。
图3灵活挤压成形工艺凹模结构以及活动凹模移动示意图。
图4是半固态灵活挤压成形工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图即实施例对本发明的技术方案做进一步说明半固态成形技术最成功的应用主要在汽车和摩托车领域，研究对象主要是铝镁等轻合金的半固态压铸成形，对减轻汽车的重量、降低燃油消耗、减轻环境污染起到了积极的作用。但是，由于压铸成形是在浆料固相分数为40％--60％条件下完成的，所制备生产零件的内部、特别是表面仍存在部分缩孔气泡等缺陷，对质量精度等要求很高、且在长、宽、高方向上均为变截面的复杂特殊零件(如图-1，为便于引用，在本专利书中简称为复杂零件)目前仍主要采用传统的机械加工方法加以实现，常规的冷/热挤压方法通常只能实现两个方向上的变截面成形。由于以上方法具有生产效率低、生产成本高等一些缺陷，长期以来探索用短流程、近终形生产方法、并能从实验上制备高质量多维变截面复杂零件以及研究其性能已成为广大高新技术制造企业的一种迫切需要。目前，问题的主要瓶颈是如何提出一种灵活且易于控制的材料成形工艺。
相对于半固态压铸，在半固态挤压成形过程中，对浆料的固相分数要求大幅度地提高(70％--90％)，其液相成分通常被认为是作为润滑使用。由此产生的结果是浆料充填过程中产生紊流的倾向降低，然而材料流动产生封闭前沿的可能性也同时降低，前沿开裂可能性加大。另一方面，在实际半固态成形过程中，浆料由于热辐射、热对流和热传导等原因在变形过程中逐步凝固，其成形过程是在非等温条件下完成的。由于热传导参数和热辐射系数等热能参数在实际生产中无法改变，因而对流动前沿的研究只能从两个方面进行对成形模具进行巧妙的设计和控制成形过程中的模具运动。此外，半固态流变成形工艺不仅涉及到浆料连续制备技术，更涉及到浆料制备与成形的对接技术以及一体化控制技术。针对上述问题，本发明拟以灵活挤压成形图-1中的三维变截面复杂零件为目标，采用半固态成形技术加以实现，发明内容主要包括①半固态浆料的制备制备成份、组织和性能均匀且颗粒圆整细小的半固态坯料是灵活挤压成形复杂零件的前提。对于半固态触变挤压成形，先使用感应加热炉二次加热易于得到具有半固态组织特征的坯料(如用SIMA方法得到的毛坯)，使毛坯变成具有一定固相分数的半固态坯料后，再到研究内容③灵活挤压成形；对于半固态流变挤压成形，先采用电阻炉加热经过干燥处理的块状商用合金铸锭(对镁合金材料，需使用氩气作为保护气体，使用发泡镁合金覆盖剂保护熔化的镁合金液)，在达到完全熔化温度后，保温静置30分钟。
②用于半固态浆料快速定量输送的装置设计该部分内容只针对半固态流变挤压成形。设计并加工可对半开的不锈钢坩埚一个，坩埚体积大小与目标零件体积大小相等。将两对半开坩埚分别固定在一便于手工操作的夹钳两边，这样可解决浆料的快速定量输送问题，也便于半固态坯料与坩埚顺利分离，使用该坩埚进行下一轮浆料运输，保证生产过程的无障碍连续运转。使用电热装置将坩埚预热到250℃-280℃，将内容①中经30分钟静置后的合金熔液倒入坩埚，并控制冷却，其间可进行弱搅拌以减小浆料内外温差，并细化晶粒。当浆料温度下降到设定的半固态温度后，就得到一定固相分数的半固态坯料(灵活挤压用坯料固相分数通常控制在70％-90％)。
③复杂零件半固态灵活挤压成形设计并加工用于灵活挤压成形复杂零件的模具一套，包括模具预热和温度控制系统的建立。随着挤压凸模垂直向下运动，挤压模具中的活动凹模在水平方向呈渐近式可控移动，这样可保证图-1中复杂零件在d尺寸方向呈渐近式成形(incremental metal forming)。活动凹模移动速度和幅度由挤压速度和安装在活动凹模背面的弹簧刚度决定。该活动凹模是半固态灵活挤压成形工艺的核心部分。模具预热温度为200℃-300℃，使用石墨粉或JD-800型脱模剂。将由感应加热或半固态浆料制备得到的具有一定固相分数的挤压坯料迅速放入模具中挤压成形得到目标零件。挤压速度控制在50-100mm/s，保压时间5-10秒。
技术方案和必要步骤对半固态流变挤压成形，本发明采用电阻炉加热经过干燥处理的块状商用合金铸锭(对镁合金材料，应用氩气作为保护气体，同时使用覆盖剂保护熔化的镁合金液)。在达到完全熔化温度后，保温静置30分钟。设计并加工可对开的坩埚一个，其体积大小与目标复杂零件体积相等，将对开坩埚分别固定在一便于手工操作的夹钳两边，使用电热装置将坩埚预热到250℃-280℃。将合金熔液倒入坩埚，期间可进行弱搅拌。在控制冷却过程中，当坩埚中浆料温度下降到设定的半固态温度后，打开坩埚，使半固态坯料迅速落入挤压模具中。对半固态触变挤压成形，感应加热后的半固态坯料直接放入挤压模具中。调节压力机的速度(50-100mm/s)、模具预热温度(250-300℃)以及使用石墨粉或JD-800型等脱模剂，灵活挤压成形目标复杂零件。工艺流程图见
中图-4。
必要技术特征(1)为解决半固态浆料流动前沿的开裂与缩孔等缺陷问题，挤压模具的凹模腔采用“锥形收敛”的设计方式，使半固态浆料在凹模型腔充填过程中为“动态的收敛”，也就是从体积大的一端流向体积小的一端，以得到高质量的封闭前沿。图-2为活动凹模三维结构图。
(2)在进行半固态灵活挤压成形模具设计时，要保证成形模具凹模的一部分(活动凹模)在灵活挤压成形过程中，随着凸模垂直向下运动，该活动凹模在水平方向作渐近式可控移动(见图-3)，从最开始的位置1向右移动，直到活动凹模移动到其最大行程位置3，这样可使目标复杂零件在高度方向上呈渐近式“动态”扩张(incremental metal forming)。这也是灵活挤压成形工艺“灵活”的本质。在实际模具的设计和装配过程中，在活动凹模右外表面安装弹簧，这样可实现该活动凹模内表面在活动凹模移动过程中对浆料流动前沿有一反作用力，从而提高成形件的质量。活动凹模移动速度以及幅度由挤压成形速度和弹簧刚度等决定。
(3)在半固态流变灵活挤压成形过程中，为便于定量运输半固态浆料，设计采用两个半圆筒组合而成的坩埚或一内部带有一定锥度的坩埚，这样便于半固态坯料从坩埚中直接迅速落入挤压模具中。对开坩埚分别固定在一便于手工移动的夹钳两边，以保证半固态坯料被迅速运送并放入挤压模具中。坩埚内腔体积大小与灵活挤压成形目标复杂零件体积相等。这样可以实现半固态浆料的快速定量输送并保证与挤压成形的顺利对接，实现稳定而连续可控的浆料制备、输送和挤压成形。
非必要的技术特征在半固态浆料制备过程中，可以使用电阻加热炉，也可以使用感应加热炉。在运输浆料的坩埚中可以不对浆料进行弱搅拌。
实施例1使用A356铝合金进行半固态触变灵活挤压成形图-1中的复杂零件。
假设毛坯棒材的直径为φ56mm，长度为60mm，材料为A356铝合金。该用于半固态成形的原材料可以从Duralcan公司(Duralcan company)购买。首先用感应加热炉快速均匀加热到最适宜挤压成形的半固态温度区间577℃-581℃，再将加热后的半固态坯料迅速用夹具放入到挤压模具的下模中(模具预热温度设为200℃-300℃)。压力机的挤压速度调整为50mm/s-90mm/s、使用石墨脱模剂，成形压力设为400KN-600KN，保压时间设为5-10秒。使用以上参数可灵活挤压成形得到图-1中的三维变截面复杂零件。
实施例2使用AZ91镁合金进行半固态触变灵活挤压成形图-1中的复杂零件。
假设毛坯棒材的直径为φ56mm，长度为60mm，材料为AZ91镁合金。该用于半固态成形的原材料可以从Duralcan公司(Duralcan company)购买。首先用感应加热炉快速均匀加热到最适宜挤压成形的半固态温度区间579℃-584℃，同时使用氩气作为保护气体。将加热后的半固态坯料迅速用夹具放入到挤压模具的下模中(模具预热温度设为200℃-300℃)。压力机的挤压速度调整为60mm/s-100mm/s、使用石墨脱模剂，成形压力设为400KN-600KN，保压时间设为5-8秒。使用以上参数可灵活挤压成形得到图-1中的三维变截面复杂零件。
实施例3使用A356铝合金进行半固态流变灵活挤压成形图-1中的复杂零件首先用电阻炉加热熔化经过干燥处理(100℃烘干)的块状商用A356铝合金铸锭，在达到完全熔化温度640℃后，保温静置30分钟。设计并加工存放铝合金液的不锈钢可对开式坩埚一个，其体积大小与所目标复杂零件体积大小相等。为保证浆料均匀散热，不锈钢坩埚的内径与其深度大致相等。将两半对开坩埚分别固定(焊接)在一便于手工操作的夹钳两边，使用电热装置将坩埚预热到200℃-250℃。将铝合金液倒入坩埚，期间可使用细铁棒进行弱搅拌。当铝合金浆料温度下降到设定的半固态温度577℃-581℃后，打开坩埚，将半固态坯料迅速从坩埚倒入到挤压模具的下模中(模具预热温度设为200℃-300℃)。压力机的挤压速度调整为50mm/s-90mm/s、使用石墨脱模剂，成形压力设为400KN-600KN，保压时间设为5-10秒。使用以上参数可灵活挤压成形得到图-1中的三维变截面复杂零件。
权利要求
1.一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形工艺方法，其特征在于，所述工艺方法含有以下各步骤(1)半固态浆料的制备对于半固态触变挤压成形，首先用感应加热炉二次加热得到具有半固态组织特征的坯料，使原毛坯变成具有一定固相分数的半固态坯料；或者对于半固态流变挤压成形，首先用电阻炉加热经过干燥处理的块状商用合金铸锭，在达到完全熔化温度后，保温静置；(2)用于半固态浆料快速定量输送的装置设计对于半固态流变挤压成形，其步骤为(a)设计可对半开的不锈钢坩埚一个，坩埚体积大小与目标零件体积大小相等；(b)用电热装置将坩埚预热到250℃-280℃，将上述步骤(1)中经静置后的合金熔液倒入坩埚，并控制冷却，其间可进行弱搅拌以减小浆料内外温差，并细化晶粒；(c)当浆料温度下降到设定的半固态温度后，即得到一定固相分数的半固态坯料，所述灵活挤压用坯料固相分数通常控制在70％-90％；(3)复杂零件半固态灵活挤压成形设计用于灵活挤压成形复杂零件的模具，包括模具预热和温度控制系统的建立，将由感应加热或半固态浆料制备得到的具有一定固相分数的挤压坯料迅速放入模具中挤压成形得到目标零件。
2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(1)对镁合金材料，用氩气作为保护气体，用发泡镁合金覆盖剂保护熔化的镁合金液。
3.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(3)为保证复杂零件在高度尺寸方向呈渐近式成形，随着挤压凸模垂直向下运动，挤压模具中的活动凹模在水平方向呈渐近式可控移动，所述活动凹模是半固态灵活挤压成形工艺的核心部分，该活动凹模移动速度和幅度由挤压速度和安装在活动凹模背面的弹簧刚度决定。
4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(3)模具预热温度为200℃-300℃，用石墨粉或JD-800型脱模剂。
5.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤(3)挤压速度控制在50-100mm/s，保压时间为5-10秒。
全文摘要
本发明涉及一种成形复杂零件的半固态灵活挤压成形工艺方法，属于挤压和半固态成形技术领域。所述方法含有半固态浆料的制备，用于半固态浆料快速定量输送的装置设计，复杂零件半固态灵活挤压成形。对于半固态触变挤压成形，用感应加热炉二次加热得到具有半固态组织特征的坯料；对于半固态流变挤压成形，首先用电阻炉加热经过干燥处理的块状商用合金铸锭，在达到完全熔化温度后，保温静置。本发明用半固态灵活挤压成形工艺进行多维变截面复杂零件的制备，扩大了半固态技术的应用领域，拓展了复杂零件的制造途径。该工艺不但可以实现复杂零件的短流程、近终形的成形制造，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。
文档编号B21C23/00GK101015857SQ20071006428
公开日2007年8月15日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者王开坤 申请人:清华大学