[发明专利]金属合金的半固体浓缩加工

权利要求书

1.一种加工具有液相线温度和固相线温度的金属合金的方法，该方法包括下列步骤：

提供具有介于金属合金的液相线温度和固相线温度之间的半固体范围的金属合金；

加热金属合金到一个高于其液相线温度的起始金属合金高温，以全部熔化合金；

从起始金属合金高温降低金属合金的温度到一个低于液相线温度而高于固相线温度的半固体温度；

在半固体温度维持合金一段时间，以在分散于液相中的球状固相金属合金中生产出一种半固体结构；

除去至少一些但非全部的存在于金属合金半固体结构中的液相，以生成金属合金的富含固体的半固体结构；和

使具有富含固体的半固体结构金属合金成型。

2.根据权利要求1的方法，其中合金重量分数随温度的变化率在半固体温度时超过每摄氏度约2重量百分比。

3.根据权利要求1或2的方法，其中金属合金为铝合金。

4.根据权利要求1、2或3的方法，其中将金属合金与一固体加强相相混合。

5.根据前面任一权利要求的方法，其中降温步骤包括下列步骤：

提供一个坩锅起始温度低于固相线温度的坩锅，

将金属合金倾倒入坩锅，和

在介于金属合金的液相线温度和固相线温度之间的一个温度，让金属合金和坩锅达到热平衡。

6.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中降温步骤包括：

将金属合金倾倒入坩锅，并且其中在倾倒步骤中金属合金在坩锅中被涡旋。

7.根据前面任一权利要求的方法，其中维持金属合金在半固体温度的步骤包括：

维持合金在半固体温度长于1秒钟而短于5分钟的时间。

8.根据前面任一权利要求的方法，其中除去至少一些但非全部液相的步骤包括：

使有半固体结构的金属合金与一个允许液相但不许固相从中通过的过滤器接触。

9.根据权利要求1的方法，其中，在除去至少一些但非全部液相前，半固体结构有少于约50重量百分比的固相，并且其中除去至少一些但非全部液相的步骤包括：

除去液相，直到富含固体的半固体结构有约35到约55重量百分比的固相。

10.根据权利要求9的方法，其中富含固体的半固体结构是一自立物。

11.根据前面任一权利要求的方法，其中在除去至少一些但非全部液相前的半固体结构有约20到约35重量百分比的固相，并且其中除去至少一些但非全部液相的步骤包括：

除去液相，直到富含固体的半固体结构有约45重量百分比的固相。

12.根据前面任一权利要求的方法，其中成型步骤包括：

将有富含固体的半固体结构的金属合金放入型铸机，和

型铸有富含固体的半固体结构的金属合金。

13.根据前面任一权利要求的方法，包括一个在除去至少一些但非全部液相之后、成型步骤之前的附加步骤，该步骤为：

降低富含固体的半固体结构的温度，以增加存在的固体的体积分数。

14.一种加工具有液相线温度和固相线温度的金属合金的方法，该方法包括下列步骤：

提供具有介于金属合金的液相线温度和固相线温度之间的半固体范围的金属合金；

加热金属合金到一个高于其液相线温度的起始金属合金高温；

从起始金属合金高温降低金属合金的温度到一个低于液相线温度但高于固相线温度的半固体温度，其中该降温步骤包括：

提供一个坩锅起始温度低于固相线温度的坩锅，

将金属合金倾倒入坩锅，和

在介于金属合金的液相线温度和固相线温度之间的一个温度，让金属合金和坩锅达到热平衡，和

维持金属合金在半固体温度一段时间，以在分散于液相中的球状固相金属合金中生产出一种半固体结构。

15.根据权利要求14的方法，其中合金重量分数随温度的变化率在半固体温度时在每摄氏度约2重量百分比的范围。

16.根据权利要求14或15的方法，其中金属合金为铝合金。

17.根据权利要求14、15或16的方法，其中将金属合金与一固体加强相相混合。