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半固态金属铸件

半固体铸造

半固态金属铸造(“SSM”),有时也被称为“半固态铸造”,代表了用某些有色金属制造高质量金属铸件的过程中最近的重大进展。该工艺主要用于铸造具有近净形和极高精度的复杂产品。

半固态金属铸件

从本质上说,半固态金属铸造依赖于一种称为“触变性”的特性,这种特性在某些凝胶中可以观察到,这些凝胶在摇晃或搅拌时变成流体,不搅拌时又变成半固态。冶金学家将这一观察应用到某些含有铜、铝或镁等元素的有色金属合金的铸造过程中。

半固态金属铸件需要使用低粘度流体(且不熔融)材料。铸件发生在温度范围内,其中约30%至65%的金属保持在固态,70%至35%变得粘稠。基于使用中的合金的组成,在可变温度下发生半固体金属铸件。它结合了铸造和锻造的许多优点。它通常比压铸的更强且较少的多孔部件产生更强的净容差。

历史与发展

在20世纪70年代,冶金师开始在选择性基础上使用半固体铸件,以制造非常强的金属部件。然而,这种形式的铸造直到20世纪90年代才普遍存在,引进了大规模生产商业环境中的诉讼。新技术涉及制造特殊的初始预制坯料,然后将它们注入模具以获得具有降低孔隙度的部件。在本世纪中,许多制造商开始使用搅拌器,略微低成本的程序,涉及从半固体浆料的直接铸造零件。

如今,金属部件制造通常依赖于半固体铸件以产生更高质量的部件。这种铸造过程适用于耐受强零件的快速发展。例如,它可以产生薄壁复杂的组件,例如显示压力密封性。铸造半固体材料的过程使得制造设施能够将模具的许多优点与锻造的回火效果相结合。它可以在金属部件内生产更精细,更均匀的内部颗粒。

半固态金属铸造工艺

制造商利用各种铸造工艺来使用这项新技术生产零件。四种最流行的电流方法如下:

Zixocasting.

今天,世界各地的制造商仍在使用触铸技术生产高质量的铸造金属零件。首先,在铸造过程中,机器通过搅拌熔融金属来形成一种特殊的预铸坯,以减少材料中气泡的存在。然后,压铸机重新加热坯料到半熔融状态,然后将这种材料直接注射到钢模具。

流变成形

流变铸造有几种方法。这个过程使用熔融的金属来制造半固态材料的浆料,在某些情况下,是通过以指定的速率旋转混合物,并在基材中添加铝屑来实现的。铸造之后,制造商可以通过在压铸炉(或压铸机)中将多余的浆料还原为熔融形式来重新利用。

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在这个过程中,制造商在高度控制的条件下,以指定的体积将芯片放入加热的桶中,从而制造出一种金属浆料。当芯片达到半固态温度时,机器自动将浆料注入模具。例如,一些制造商使用这种工艺来处理镁合金。

应变诱导与熔体活化法(SIMA)

应变诱导和熔体激活工艺在今天的某些情况下增强了触型成型。加热的金属熔化到指定的温度,然后在高度控制的环境中重新结晶,形成更精细的内部晶粒结构。制造商在部分回火的条件下冷轧材料,以生产高质量的小金属部件。

应用程序

半固态铸造在本世纪有许多应用。例如,汽车制造商通常依靠这种制造过程来生产高强度、轻量的汽车零部件。从铝悬架到薄壁镁合金电脑框架的生产,这种铸造形式具有商业重要性。它也经常在快速原型的生成中发挥作用

SMM优势

半固态金属铸件的进展在最近在金属制造环境中产生了许多关键优势。

这种类型的铸件对许多厂商拥有重大的经济景点。使用自动化生产过程的公司可以在相对短的时间内产生大量的高质量金属部件,浪费很少。例如,通过使用SSM而不是砂压铸件,公司避免与环境站点脱污染和铅清理努力相关的成本。较低温度的使用占公司设施的较小负担。它通常还允许制造商使用芯片更长的时间。这些长期的生产成本节省可能抵消与实施诉讼或自动流递合相关的更高成本。

此外,通过半固态铸造产生的可热处理部件提供了使用常规压铸制造的所有优点。它们通常表现出良好的机械性能,并能附着在装配件内的其他部件上。

此外,由于减少了气孔和严格的公差,半固态金属铸造可以生产非常高质量的金属零件。由于这些因素,这些组件通常显示出更好的光洁度。例如,在触铸过程中,通过重新加热坯料并将其注射到第二个模具中,可以产生非常坚固、更细(且粒度更均匀)的内部结构。利用这项技术,企业既可以制造复杂的零件,也可以制造出具有耐压、薄壁的零件。


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