斜槽法是日本1996年開發的一種新型快速製備半固態流變漿料的工藝技術。目前，該技術已在歐洲申請了專利。其主要原理是：將過熱的金屬液傾倒於冷卻斜槽上，金屬液受到冷卻斜槽壁的激冷作用在其上形核並長大形成晶粒，這些晶粒在金屬流體的衝擊和晶粒的自重複合作用從斜槽壁上脫落並翻轉進入金屬溶體充當形核核心。然後將通過斜槽流入收集於甜鍋的金屬熔體在其半固態溫度區間保溫一定時間，以增加晶核數目，獲得細小球化的初生固相。
基本介紹
- 中文名：斜槽法
- 外文名：Chute method
- 研發：日本
- 設備：冷卻斜槽
- 目的：獲得細小球化的初生固相
- 優點：設備簡單，工藝流程短
半固態成形技術,斜槽法,機械攪拌法,電磁攬拌法,超聲振動法,
半固態成形技術
半固態成形技術作為世紀最具有發展前途的近終成形技術之一，受到了越來越多的關注，製備初生相細小、均勻近球形的半固態漿料是實現半固態成形的前提條件和關鍵所在，目前製備半固態聚料的方法有很多。一般來說，主要可分為液相法、固相法和控制凝固法。 液相法指對正在凝固的液態金屬施加外力，改變原來的凝固模式，打碎初生相的枝晶，使其成為球狀晶的半固態組織，主要方法包括機械攪拌法、電磁攪拌法、超聲振動法和斜槽法等；固相法指對固態金屬作一定處理後直接獲得半固態漿料，主要方法有應變誘發溶化激活法、粉末冶金法等；控制凝固法指控制金液態金屬形核的外部條件或者改變形核的環境等，以達到獲得球晶的目的，例如：控制過熱度，加入異質形核劑等，主要方法包括晶粒細化法和近液相線饒注法等。下面按照分類介紹常見的一些製漿方法。
斜槽法
斜槽法是在1996年開發的一種新型快速製備半固態流變漿料的工藝技術。目前，該技術已在歐洲申請了專利。其主要原理是：將過熱的金屬液傾倒於冷卻斜槽上，金屬液受到冷卻斜槽壁的激冷作用在其上形核並長大形成晶粒，這些晶粒在金屬流體的衝擊和晶粒的自重複合作用從斜槽壁上脫落並翻轉進入金屬溶體充當形核核心。然後將通過斜槽流入收集於甜鍋的金屬熔體在其半固態溫度區間保溫一定時間，以增加晶核數目，獲得細小球化的初生固相。
斜槽法製備半固態架料設備簡單，工藝流程短，可以生產大尺寸坯料，並且半固態漿料固相率可控範圍大。是近年來半固態漿料製備技術研究的熱點之一。近年來在斜槽法的基礎還研發出一些新的漿料製備技術，如日本HagaT等人將斜槽薄板亂機相結合，可以實現鋁合金薄帶板坯的高速鑄軋。東北大學管仁國開發了波浪型傾斜板振動法製備半固態技術、南昌大學楊湘傑等人研發了轉動斜管法半固態漿料等。
機械攪拌法
機械攪拌法是製備半固態漿料最早發現和使用的方法。其原理是在金屬凝固過程中通過攪拌棒或攪樣葉片施加攪拌，產生強烈的金屬液對流運動，改變初生相原有的枝晶生長模式，打破生長中的枝晶，從而獲得初生相呈球狀或近球狀的半固態漿料，可製備固半固態漿料。 機械攪拌法可分為非連續式和連續式兩種。非連續式機械攪拌法設備簡單，操作方便，但是效率較低。連續式機械攪拌法生產半固態漿料效率高，但是設備復，投入成木較高。機械攪拌法具有設備結構簡單、操作方便、工藝參數易於控制、可以獲得較高的剪下速率，利於形成細小、球狀的微觀組織等特點，非常適合實驗室的研究工作。是目前實驗室研究套用最多的方法。
電磁攬拌法
電磁攪拌法製備半固態裝料是現在商業化套用最成功的製漿方法之一，也是目前半固態漿料製備領域產量最大的制裝方法。其原理是利用變化的磁場在金屬溶體中產生感應電流，感應電流和變化的磁場互動作用在金屬熔體中產生洛倫茲力。金屬溶體在洛倫茲力的驅動下發生轉動從而對金屬熔體起到攪拌作用，不斷打碎初生相的樹枝晶。使其成為圓整的顆粒狀結構。
電磁攪拌為無接觸式挽拌，有效地解決了機械攪拌法中因攬拌葉片或攪拌棒與合金液直接接觸造成的楽料污染問題；另外，通過控制電磁攪拌參數，可以靈活、準確地控制金屬溶體的流動形態和熱傳導，便於控制半固態漿料的尺寸、形貌和固相率。便於規模化的生產。
超聲振動法
超聲振動法的基木原理是利用超音波產生的聲流效應和空化效應打破金屬的正常凝固過程，細化晶粒，獲得初生相球狀生長的半固態紙料。超聲振動法按超音波作用於金屬熔體的方式不同可分為兩種：一種是將超音波載入到模具上，通過模具間接作用於金屬熔體上：另一種是超音波直接作用於金屬溶體。
超聲振動法具有設備簡單，成木較低，易於實施的優點；而且超聲振動可以在金屬溶體凝固的整個過程中一直作用於金屬溶上，超聲振動不僅細化晶粒和獲得球狀初生相，還可以產生除氣、升溫等效應，減少金屬溶體內的夾，使得熔體溫度更加均勻。
