冷卻斜槽法是日本宇部株式會社開發的半固態漿料製備方法，用於製備具有非枝晶組織的鋁合金和鎂合金坯料，已在歐洲申請了專利。其原理是: 將略高於液相線溫度的熔融金屬倒在冷卻斜槽上，由於斜槽的冷卻作用，在斜槽壁上有細小的晶粒形核長大，金屬流體的衝擊和材料的自重作用使晶粒從斜槽壁上脫落並控制容器溫度，即翻轉，以達到攪拌效果。通過冷卻斜槽的金屬漿料落人容器，緩慢冷卻，冷卻到一定的溫度後保溫，達到要求的固相體積分數，隨後進行流變成形或觸變成形。
基本介紹
- 中文名：冷卻斜槽法
- 開發單位：日本宇部株式會社
冷卻斜槽一般是由合金鋼製成的，其內部採用水冷卻，表面徐鍍一層氮化硼(BN),以防止半固態金屬黏附在冷卻斜槽表面上。其生產工序為:將金屬加熱到熔融狀態，保持其溫度略高於液相線溫度;將熔融金屬倒在冷卻斜槽上，並在斜槽內部通水冷卻，保持斜槽處於低溫狀態;由於冷卻斜槽的冷卻作用，處在斜槽表面的熔融金屬開始形成品核;載有大量晶核的熔融金屬流過冷卻斜槽進人容器，控制容器溫度，緩慢冷卻，可形成具有近球形組織的漿料;進一步冷卻，調整金屬固相分數使其達到流變成形的要求;同時將容器蓋上，以避免成形漿料表面形成氧化物。
在冷卻斜槽方法中，影響熔融金屬轉變為半固態漿料的主要因素有3個：(1)澆注條件。熔融金屬倒人冷卻斜槽，逐步凝固形核，很多細小固相顆粒隨液相流人容器，只有在澆注溫度高於液相線溫度時，才可能在斜槽上形成晶核，同時斜槽溫度要儘可能低。(2)斜槽長度。如果斜槽過長，會在斜槽底部凝固形成金屬殼，阻礙金屬的流動，降低冷卻效率，如果斜槽過短，熔融金屬內沒有產生大量細小晶粒，達不到半固態漿料要求。(3)斜槽的傾斜角度。傾斜角度的大小直接影響熔融金屬的流動速度。
採用冷卻斜槽法製備半固態漿料的固相百分數在3%~10%之間，其流動性基本同熔融金屬一樣。在流變鑄造中，固相百分數越低，越容易鑄造。因此，冷卻斜槽法能套用於流變鑄造成形很薄的鑄件。
