基本介紹
- 中文名：流變鑄造
- 外文名：Rheocasting
- 說明：一種新的成形工藝
- 材料：鎂合金
- 補充：發展變化
簡介,經濟因素,技術因素,發展變化,流變鑄造法,製造工藝,
簡介
有人更將半固態加工的流變注射成形工藝，作為解決鎂合金易燃的一種成功實施例介紹給國人，但這兩種工藝在經濟與技術上的制約因素並未為人所注意，工業化的推廣，或許就受制於這方面。
經濟因素
對壓鑄工藝有所了解的人員都有一個感性認識，就是不同投影面積的壓鑄件，需要不同噸位鎖模力的壓鑄機生產。有人作過統計，現時普通壓鑄機的“可壓鑄投影面積”，只是其工作檯內柱面積的3.5%--17%，壓鑄機的最大壓射充型比壓已達到120MPa以上。
要實現半固態流變鑄造與注射成形技術，這個充型比壓還要進一步提高。從工藝技術原理上，進一步提高充型比壓並無不妥之處，只是這時設備可生產毛坯的投影面積就更低了，低到一個幾乎不能使人接受的極限了！
該兩項技術的經濟性應該成為必須注意與考慮的問題，因為從生產設備的價值看，注射充型比壓提高50%，毛坯的生產成本最低也會提高50%。越是大型的設備，生產成本提高的比率趨向更高。
技術因素
用普通壓鑄機進行鋁合金的半固態流變鑄造（注射成形），我們手頭還沒有更多的充型比壓的資料數據。但有一點是肯定的，這就是半固態加工時所需的充型比壓遠比純液態壓鑄的充型比壓高，並且毛坯越是複雜，湯料在流道上的溫度損失越大，在有效充填成形上甚至會變得不可能。為什麼會這樣？因為半固態加工的充型，並不遵守帕斯卡定律，充型的壓強並不能有效“轉彎”，並不能有效傳遞到半固態槳料的每一個點，它的“壓強損失”非常之大。就偏心充型與中心充型來說，兩者的差異就已經很大了。如提高半固態槳料的臨界溫度，恐怕又失去了半固態加工的實質意義，這確是一對很難調和的矛盾。
不要小看這個“不大”的技術問題，或許就是這一點，不但從經濟上使得半固態加工的注射成形變得沒有實用性，特別是偏心充型方式對毛坯成形結構種類的限制，充型壓強的直線下降，使得一些很簡單的毛坯，其基本充型都不能完成，造成其工藝的可行性都成了問題。
所以，建議希望購買這類外國設備的國內廠家，高度注意這個問題。不然，設備買回來了，經濟上的賬還好算，工藝“細節”上對這項工藝的可行性制約，就是一個大問題了。
發展變化
“開式半固態觸變鑄造”可描述為“正向沖頭擠壓式半固態觸變鑄造”，它的技術工藝性與經濟性，超越不了用四柱液壓機進行的傳統液態模鍛（熔湯鍛造）工藝。與“開式（正向沖頭擠壓）半固態觸變鑄造”工藝相比，半固態流變注射成形工藝的實現方式更不具有優勢，相信還是一個死胡同。走出這個死胡同，還得找到一項對這兩項工藝實現超越的工藝，這就是連鑄連鍛技術。
連鑄連鍛的工藝原理很簡單，算不上什麼新鮮的東西，只是用什麼方式能更好地實現，倒是一個大難題。國內一項名為“擠壓壓鑄模鍛（簡稱‘壓鑄模鍛’）”的發明專利技術，是一項將壓鑄機與液壓機合二為一的裝備技術，可生產結構最複雜的液態模鍛（熔湯鍛造）件。
有一項參數值得好好記住：對於鋁合金液態模鍛（熔湯鍛造）毛坯來說，要實現不產生縮孔縮松缺陷，其模鍛補縮比壓的理論值是60MPa左右，這個數值，約為普通壓鑄工藝最大充型比壓的50%。也就是說，採用壓鑄模鍛的工藝，可生產的毛坯投影面積比壓鑄工藝大一倍。
流變鑄造法
流變鑄造法(新MIT法) 又稱為“旋轉冷卻針法(SpinningCold Finger)是由MIT的Flemings 等提出的，Idrpince 有限公司獲得這項技術專利。由於其設備簡單，操作方便，這項技術在流變鑄造中得到套用。MIT 最近的實驗研究認為，影響形成非枝晶半固態漿料的重要因素是合金的快速冷卻和熱傳導。採用新MIT法，在一定的攪拌速度下，攪拌時間為2s,就能獲得適合半固態加工的非枝晶組織，進一步提高攪拌速度對產生球形晶粒沒有太大影響。當合金溫度低於液相線溫度時，攪拌對最終的微觀組織沒有太大影響，只是利用攪拌消除過熱，引起合金形核固化，而容器壁和澆注熱傳導(對流)起很大作用，基於這一點，MIT改進的流變鑄造是在快速熱釋放的同時進行攪拌。
製造工藝
工藝過程：用帶有冷卻作用的攪拌器插人溫度在液相線溫度以上幾度的合金熔液中進行攪拌，攪拌數秒後，熔體溫度降低到對應只有幾個固相百分數的溫度時，將攪拌器取出，將合金靜止在半固態區間，進行短時間緩慢冷卻或保持在絕熱狀態。合金在液相線溫度以下，由於攪拌和冷卻的共同作用，導致熔體體積中合金晶粒的過冷形核產生，而且固相合金晶粒在熔體中分布均勻，然後迅速冷卻合金熔體，就能獲得較理想的半固態漿料。
