[发明专利]半固态非枝晶组织合金的制备技术

说明书

 

技术领域

   本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种半固态非枝晶组织合金的制备技术。

 

背景技术

20世纪70年代，美国麻省理工学院(M．I．T)的M.C．Fleming教授等提出了一种金属成形的新方法，即半固态加工技术。所谓半固态加工技术，就是在金属凝固过程中对其施以剧烈的搅拌，或采用其它方法改变初生固相的形核和长大过程，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定球状初生固相的固-液混合浆料，然后通过流变铸造或触变成形将其加工成产品。

与普通的金属加工方法相比较，半固态金属加工技术具有产品质量与性能高、易于成形( Near -net - shape)、模具寿命长、生产效率高等优点，因此具有强大的生命力。半固态金属加工技术在汽车、通讯、电器、计算机、航空航天等领域具有广阔的应用前景。目前，在欧美发达国家半固态金属加工技术已进人工业应用阶段，所生产的汽车零件已进入市场，日本也初步具备了商业化生产能力。国内也对该技术进行了研究，但与国外先进水平相比还有一些差距，尚未进入商业化应用。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种半固态非枝晶组织合金的制备技术。

本发明提供的半固态非枝晶组织合金的制备技术。通过气体喷雾器将液体金属雾化为液滴，在喷射气体作用下，部分凝固的金属微粒以半凝聚态沉积到冷却靶上，靠半固态微粒的冲击产生足够的剪切力打碎其内部枝晶，获得非枝晶组织。

本发明提供的半固态非枝晶组织合金的制备技术，其有益效果在于：沉积坯的冷却速度高，晶粒组织细小、均匀，一般为等轴晶，尺寸在10微米以下．这种组织也适合半固态成形。

 

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明提供半固态非枝晶组织合金的制备技术，进行详细的说明。

实施例一

通过气体喷雾器将液体金属雾化为液滴，在喷射气体作用下，部分凝固的金属微粒以半凝聚态沉积到冷却靶上，靠半固态微粒的冲击产生足够的剪切力打碎其内部枝晶，获得非枝晶组织。

非枝晶的形成机理：

①在升温过程中，由于温度的升高使各个晶粒内部成分均匀化及固溶度提高；

②枝晶曲率半径越小，枝晶臂附近的溶质浓度就越低，这样，两个枝晶之间就建立了一个扩散偶，溶质浓度梯度的存在将促使溶质从粗枝处向细枝处扩散，造成细枝熔化或溶解，甚至从细枝根部熔断；

③在先前的铸锭凝固过程中，由于低熔点的相后凝固，存在于枝晶间或晶粒之间，当加热至半固态温度时，这些组织将首先熔化。随着保温时间的延长，液相比例逐渐增多，已熔化的液相渗入晶界内，使得小的晶粒分离并球化。与此同时，也存在着晶粒的合并与长大，即晶粒的熔化分离与合并长大同时存在，处于动态变化之中。随着保温时间的进一步延长，晶粒明显粗化。