半固态成形技术概述

半固态成形技术，本质上是将金属熔体在凝固过程中由于受到强烈搅拌而形成的一种含有一定固相颗粒的固液混合浆料进行成形的技术。根据工艺流程不同，半固态成形工艺分为流变成形和触变成形两类。前者是指在金属凝固过程中，对熔体施加强烈的搅拌，充分打碎树枝状的初生晶体，得到一种液态金属中均匀地悬浮着一定数量球状初生相的固液混合浆料（固相含量可达到50%^[1]），即流变浆料，然后直接成形加工；后者是指将流变浆料凝固成铸锭，按需要将铸锭分割成一定大小，并二次加热至金属的半固态区进行成形加工。

半固态成形工艺具有以下特点：

1）成形温度较普通铸造的低，不仅降低了能耗，而且由于合金在凝固时已释放了部分结晶潜热，因此减轻了对模具的热冲击，模具寿命大幅度提高。

2）半固态浆料成形压力低，容易制备大件，成形速度快，可以成形结构和外形复杂的零部件。

3）工艺简单。半固态浆料的凝固收缩小，铸件的尺寸精度高，大大减少了机械加工量，可以生产薄壁零件，实现近净成形。

4）铸件组织微细且均匀，半固态铸件的组织一般为微细的等轴晶组织，消除了传统铸件中的粗大树枝晶或柱状晶，大大减少了铸件内部气孔、缩松、偏析等缺陷。半固态浆料在充型时以层流形式平稳地流入模膛内，不会像液态金属一样形成湍流和溅射，这既有利于减少气体的卷入和氧化，提高铸件的内部与表面质量，还可以减轻对模具的热冲击和表面冲刷作用。(www.xing528.com)

5）铸件力学性能优异。

6）适用范围广。凡是相图上存在固液两相区的合金系都可以进行半固态成形，如铁基、铝基、锌基、镁基、铜基等合金材料。

7）容易实现连续化和自动化生产，过程可控性较强。

相对而言，流变铸造工艺简单，能耗（不需二次加热）和铸件成本低，但半固态金属浆料的保持和输送要求严格且困难，自动化生产困难，从而发展非常缓慢。国内外工业应用的半固态铸造技术主要是指触变铸造技术。在触变铸造前，首先要制备半固态坯料，因而成本高，二次加热增加了能耗，工艺过程较复杂，但容易实现自动化生产，因而得到较大发展。

近年来，世界各国研究人员在研究金属铸造技术的同时，将塑料注射成形原理应用于半固态铸造工艺中，形成了流变和触变注射成形新工艺，它们集半固态金属浆料的制备、输送、成形等过程于一体，较好地解决了半固态浆料的保存、输送、成形控制等问题，这使半固态铸造技术的工业化应用成为可能。