半固態(tài)合金熔體流變充型理論研究.pdf

1、鑒于半固態(tài)合金觸變成形技術成本高、坯料加熱易造成二次夾渣等，而半固態(tài)合金熔體流變成形技術具有流程短、成本低等優(yōu)點，因此，半固態(tài)合金熔體流變成形技術越來越受到世界同行的重視。半固態(tài)合金熔體流變充型理論是半固態(tài)流變成形技術的工藝理論之一，目前，流變充型理論的研究還不系統(tǒng)、不完善，其完善與否將直接影響到半固態(tài)合金流變成形技術的推廣和應用。本文對半固態(tài)合金熔體流變充型能力、沿程流動過程中初生相的演變規(guī)律、流變充型極限長度、充滿型腔的臨界條件等進

2、行了比較系統(tǒng)的研究。 采用實驗的方法研究了半固態(tài)合金熔體原始組織特征參數(shù)對充型能力的影響，分析了原始組織初生固相率、晶粒尺寸和形狀因子對充型能力的影響。通過回歸分析，建立了原始組織特征參數(shù)與充型長度的數(shù)學表達式。研究了充型壓力、充型速度對充型能力的影響，并分別建立了充型壓力、充型速度與充型長度的關系。 以半固態(tài)擠壓鑄造螺旋線試樣為對象，用定量金相的方法研究了充型過程中半固態(tài)合金熔體初生固相率、晶粒尺寸和形狀因子的演變規(guī)律

3、；揭示了充型壓力、充型速度對沿程流動初生相組織演變的影響；對半固態(tài)合金熔體充填螺旋線的流變充型方式進行了分析，結果表明，其流變方式屬于均勻流變。在本實驗條件下充型前半固態(tài)合金熔體的原始組織、充型壓力和速度不會引起均勻流變向分離流變轉變。 以半固態(tài)合金熔體在圓管、矩形管中充型為例，結合半固態(tài)合金熔體具有賓漢體的流變特性，通過理論分析提出了可以定量計算半固態(tài)合金熔體流變充型極限長度的數(shù)學模型，并通過半固態(tài)擠壓鑄造實驗進行了驗證，計算

4、值與實際測量值相比較，最大相對偏差≤7．8﹪。 通過對半固態(tài)合金熔體流變充型過程的物理分析，結合半固態(tài)合金熔體的流變特性，根據(jù)充型驅動力大于或等于充型阻力和阻流通道內(nèi)不可流動層厚度小于阻流截面最小厚度的1/2這兩個充型臨界條件，運用不可壓縮粘性流體流動理論，提出了半固態(tài)合金熔體充滿型腔的臨界條件。該條件包括了設備參數(shù)、工藝參數(shù)、材料參數(shù)和模具參數(shù)，通過實驗驗證，可以用來指導半固態(tài)流變成形工藝設計、設備選型，并能進行缺陷預測和充型