专利名称：液相线模锻制备半固态坯料方法
技术领域：
本发明提出一种液相线模锻制备半固态坯料方法。
半固态制备方法甚多，但目前已成功利用于生产仅电磁搅拌法。但它耗能大，不适用大规格(＞φ152mm)坯料的制备，亦不能直接制成零件。应变诱发熔化激活法(SIMA)，具有工业应用的潜力，但增加一道预变形工序，提高了坯料成本，同时，它仅适用于小规格坯料，亦不能直接成形零件。另外，还有可控冷却凝固法和液相线铸造法。但这些方法均在研究中，坯料规格也受到限制，且不能直接成形零件。
本发明的目的针对现有技术存在的不足，提出一种液相线模锻制备半固态坯料方法。
半固态坯的组织特征细小、非枝晶组织。而在通常条件下，几乎所有工业应用的合金，均以枝晶而形成。本发明原理破坏枝晶形成的形核条件和长大条件①低温浇注。控制在高于液相线温度3-5℃进行浇注；②加压整体效应。多数合金在高压下凝固时，合金凝固点温度随压力增加呈直线上升；合金受压是在封闭模膛进行，压力遍及整个合金液，不论外层，还是内层，均受同一大小压力，产生同一凝固点上升的效果。这样，当合金浇入模膛后，处于零过热状态，随即施压，合金凝固点上升，整个合金液同时进入过冷状态，实现整体同时成核。在以后的晶核长大联结过程中，受到邻近晶核长大的阻力是很大的，没有形成发达枝晶的条件。最后形成的组织，必然是细小、枝晶不发达的组织。在触变成形前坯料二次加热过程中，并进一步球化，最后形成球晶的半固态组织。
本发明按以下步骤实现第一步，在熔化炉内，进行合金配料，熔化。
第二步低温浇注。浇注前对合金液进行调温至高于合金液相线3-5℃。
第三步加压。压力大于100MPa。
第四步保压。保压时间按制件的最小尺寸每一毫米保压0.5秒到1.5秒选定。
第五步将制件从模具中顶出。
本发明工艺参数①模具温度＞400℃；②比压＞100MPa；③保压时间0.5-1.5sec/mm；④润滑油剂胶体石墨；⑤浇注温度。
不同合金，浇注温度不同。一般合金液相线以上3-5℃，如下表所示
本发明工艺简便，坯料规格不限，还可以直接制备零件，质量稳定且成本低廉，为半固态成形在金属加工领域的推广应用，将产生积极的效果。
润滑油剂胶体石墨
权利要求
1.一种液相线模锻制备半固态坯料方法，其特征在于按以下步骤实现第一步，在熔化炉内，进行合金配料，熔化。第二步低温浇注。浇注前对合金液进行调温至高于合金液相线3-5℃。第三步加压。压力大于100MPa。第四步保压。保压时间按制件的最小尺寸每一毫米保压0.5秒到1.5秒选定。第五步将制件从模具中顶出。
全文摘要
本发明提出一种液相线模锻制备半固态坯料方法,在熔化炉内,按要求将合金成分熔配好,然后注入保温浇包内,进行调温至高于合金液相线3－5℃。待保温浇包内温度均匀化到所需温度后,再将保温浇包内的熔体,注入模膛内,并施以机械静压力和保压,便可获得细小、球晶结构的半固态坯料和制件。本发明为半固态成形在金属加工领域的推广应用,将产生积极的效果。
文档编号B22D18/00GK1380147SQ0111640
公开日2002年11月20日 申请日期2001年4月13日 优先权日2001年4月13日
发明者罗守靖, 杜之明 申请人:哈尔滨工业大学