围绕上述技术关键，人们进行了大量研究，开发了多种实用技术。仅半固态浆料 制备技术就不下十余种。每种技术都有各自的优缺点。例如：目前最通用的非接 触式电磁搅拌法具有不污染合金、便于自动控制等优点,但它难以制备高固相分 数的浆料;接触式机械搅拌法具有设备简单、投资少、易上马等优点但存在搅拌棒 损耗严重且污染合金熔体、搅拌不均匀、难用于黑色金属等缺点;超声波法也是一 种非接触搅拌技术,但它需要配置大功率设备才能达到理想效果;振动法也存在要 求功率大、设备复杂等缺点熔体热处理法(循环等温法)虽具有晶粒圆整度高均匀 度好的优点,但生产率低,且难以用于大尺寸锭料;预变形法(应变诱发熔体激活法) 能获得组织合格的坯料,但工艺流程长,生产成本高,只适用于塑性材料;机械剪断 急冷法(ＳＣＲ)的优点是晶粒细小(60μｍ)、生产率高、易控制,但设备寿命短,氧化 严重,铸坯困难;喷射沉积法在国内某些实验室已有应用,所得坯料晶粒细小(60μ ｍ)、质量稳定,但难以批量生产;由ＦｌｅｍｉｎｇｓＭ Ｃ 发明并申请了日本专利的电脉冲法适用于各种合金,所得坯料晶粒小于60μｍ,但
新型的成形技术—―半固态成形技术（SSM）是一种近终成形（Near-netshape）的成形工艺。与传统的成形工艺相比，它有一系列突出的优点：成形温度 低，成形件力学性能好，并较好地综合了固态金属模锻与液态压铸成形的优点。 本文阐述了铝合金半固态成形技术的主要工艺方法，其工艺参数与传统液态压 铸成形的差异，以及半固态成形件在不同状态下的力学性能
图1 半固态金属压铸流程图
20世纪70年代初，美国麻省理工学院Flemings等人在实验中发现了半固态金属 的流变性能，到70年代中期，Joly等人进一步探索了半固态金属的这种性能，并 出现了半固态金属加工的概念。所谓半固态金属加工技术即在金属凝固过程中， 进行剧烈搅拌，将凝固过程中形成的枝晶打碎或完全抑制枝晶的生长，然后直接 进行流变铸造或制备半固态坯锭后，根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温 度，然后进行成形加工。铝合金的半固态加工技术主要有三道工序：半固态坯料 的制备、二次重熔和触变成形。触变成形作为半固态加工技术的最后一道工序， 是影响半固态成形件组织和性能的关键工序，直接影响着半固态成形件的组织 和性能。自该技术被开发以来，已经历了30馀年的研究发展，并已召开了六次有 关半固态的国际会议，发达国家已经进入生产实用阶段。因为半固态成形技术有 一系列突出的优点：半固态金属成形技术具有高效、优质、节能和近终成形等优 点，可以满足现代汽车制造业对有色合金铸件高致密度、高强度、高可靠性、高 生产率和低成本等要求，因此倍受汽车制造厂商以及零部件配套生产厂商的重 视。
铝合金B半固态流变压铸试验大纲 1. 收集资料 1.1 IDRA公司 SSR介绍资料 1.2 网上查询资料 1.3 铝合金及其加工手册 中南大学出版社
1.4 半固态铸造 国防工业出版社 1.5 材料成型原理 机械工业出版社 2. 半固态铸造铝合金制备 2.1 温度测量 2.1.1 0-700°C热电偶 2.1.2 手持式测温计 2.1.3 热成像机 2.1.4 半固态铸造铝合金的温度泛围: 573-588°C 2.1.5 铝合金液-固相温度线: 850°K (577°C) 2.2 搅拌器 2.2.1 传动部分 用台式钻床进行相应改动, 主轴转速 : 300-1000转/分 升降距离 : ＞300㎜ 夹持部分与搅棒配合 2.2.2 搅棒 材料 石墨 型状 花键状 螺旋状 夹持 与传动装置的连接 防护 防止搅拌过程发生铝液激溅,安全。 2.2.3 搅拌容器 容积 1㎏AISi9Cu3铝合金 材料 钢板 带推出装置 数量 5件 内表面 涂敷涂料 定位 能定位在传动装置上,搅拌中能方便并可靠取放。 热电偶的安装 搅拌时间记录 秒表,频率发生器 2.2.4搅拌容器与搅棒的间隙 间隙直接影响剪切率,不能过大, 1 2.3半固态铸造铝合金工艺参数试验 2.3.1 浆液的剪切率 应保证在400-700 S1, 由此计算出试验用的搅棒转速。并分配搅拌室的直径与搅棒的直径的比例。 2.3.2 搅拌室的冷却速率 不加搅拌，冷却速率，冷却到失去流动性的平均时间 加搅拌后，冷却速率，冷却到失去流动性的平均时间 3. 压铸试验工艺参数 3.1 试验零件 机油滤清器盖 件号: 零件重量: 290 g 投影面积: 3.2 压铸模具 3.3 压铸参数 应当减小内浇口的流动速度
术与材料流变成形技术结合的产物。现代连铸 技术已取得长足发展,但半固态合金流变成形技术还处于研究开发阶段。因此,在
今后一段时间内,半固态连铸技术的主要研究方向仍将集中在半固态合金流变性 能的研究及流变成形技术与现代连铸技术的结合这两个方面。
3.1 半固态合金充型性能的研究
半固态压铸资料
半固态连铸技术经济分析与研究进展 1 半固态连铸的技术特征及经济分析 半固态连铸又称连续流变铸造，是根据材料流变学原理生产铸坯的新技术。其本 质特征是进入结晶器的熔体为固相具有非枝晶特征的固液共存混合物。
1.1 半固态连铸与普通连铸的比较 1.2 半固态连铸的几个专业术语
文献中经常遇到的有关半固态连铸的术语有：浆料—— 含有一定比例固相的固液两相混合物。制浆室—— 用来制备半固态浆料的装置或容器。拉速—— 单位时间内拉出的坯料重量或长度。它是半固态连铸生产率的度量。非枝晶化— —枝晶组织向非枝晶组织转化的过程。临界固相分数—— 在一定的切变条件下，浆料能够流动的最大固相分数。当固相分数超过该值时， 半固态浆料就会像固体一样不能流动。
虽然半固态合金的流变性能一直是这一领域的研究热点，并取得了许多研究成 果。但是,以往的研究都着眼于合金的流变性能及流变力学方面，而对流变行为的 控制与调整则重视不够，尤其是将流变性能的实验数据与其充型性能定量联系 起来的研究尚未见报道。事实上，只有将流变学研究成果与实际条件下的充型性 能联系起来，才能有效地控制半固态合金的成形过程。这方面的研究课题大致包 括如下几个： (1)半固态浆料组织结构与充型性能之间定量联系的研究； (2)半固态合金充型理论的研究； (3)半固态合金充型性能的定量描述； (4)铸型特性对半固态合金充型性能影响规律的研究； (5)充型工艺参数对半固态合金充型性能影响规律的定量研究。 这些研究不仅有利于半固态连铸技术的推广应用，而且有利于半固态成形技术 的整体发展。 3.2 半固态连铸工艺过程稳定性的研究
该法要求高电压大电流放电操作,需要特殊的供电设备,目前还未见工业试验报道 。可见,尽管半固态浆料制备方法很多,但目前只有电磁搅拌半固态连铸法具有较 好的工业应用前景。
尽管半固态连铸与普通连铸差别不大，但普通连铸机是无法用于半固态连铸的。 20世纪80年代以来,人们进行了大量研究来开发半固态连铸机。其中美国起步最 早,Ａｌｕｍａｘ公司首先研制成既可用于生产半固态坯料，又可用于机械零件直接成 形的有色金属半固态连铸机；接着美国ＩＳＣ(ＩｎｌａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙ)公司进行了 有色合金半固态圆坯连铸机的商业化开发，20世纪90年代,日本的藤川安生发明 了半固态机械搅拌水平连铸机和电磁搅拌垂直连铸机，丰富了有色金属半固态 连铸机的类型;法国Ｐｅｃｈｉｎｅｙ公司也于1996年实现了铝合金半固态连铸的产业 化；1995,美国ＩＳＣ公司研制成第一台黑色金属半固态连铸机并进行了工业化试 生产，使黑色金属半固态连铸机的研究取得突破性进展。我国对黑色金属半固态 连铸技术的研究起步并不晚。1996年,北京科技大学胡汉起教授指导博士生邢书 明开展了黑色金属半固态连铸机研制工作，并于1999年1月研制成功,通过了教 育部组织的技术鉴定,填补了我国在这一领域的空白。
半固态连铸过程的稳定性是半固态连铸技术发展和应用的关键问题。半固态连 铸过程不出现拉漏和拉断是半固态连铸的起码要求。由于半固态浆料与纯液态 金属存在很大差异，现代连铸的稳定性理论并不完全适用于半固态连铸，必须建 立半固态连铸自己的稳定性理论。这方面的研究课题大致包括：半固态连铸过程
失稳现象及其机理的研究；半固态连铸过程的稳定性判据；半固态连铸过程的稳 定性控制；工艺参数对坯料质量和连铸过程的影响规律。
(2)半固态连铸作为一个工业项目具有很强的获利能力和较强的还贷能力，其经 济性对产品销售价格是敏感的，但只要未来价格不比预期值低22 6%，该投资项目是可以接受的。
(3)今后的主要研究任务是：合金半固态连铸性能的研究；半固态连铸工艺稳定性 的理论研究；坯料质量及连铸过程的控制；半固态连铸生产线的最优配置及弧形 连铸机的研制等。
铸的费用高于普通连铸。
2 半固态连铸技术的现状 2.1 国内外半固态连铸设备的研究开发现状
半固态连铸的技术关键有三个：首先，浆料制备必须使枝晶转变为非枝晶，以保 证半固态浆料在高固相分数条件下仍具有足够流动性；其次，半固态连铸须外加 切应力作用，因此半固态浆料的流变充型是另一个不可忽视的技术关键；第三,必 须避免出现拉漏或拉断现象，以保证半固态连铸生产过程稳定性。
1.3 经济分析
采用相对比较法分析半固态连铸的经济性。表1为半固态连铸与普通连铸的费用 比较。由于半固态连铸的浇注温度较低,其熔炼费用低于普通连铸;但半固态连铸 投资大于普通连铸,设备折旧费较高;且须加热和搅拌制浆室中的熔体,浇注费用 较高;其操作环节较多,生产率较低,工资及福利费用也较高。总体来看,半固态连
3.3 半固态连铸坯料性能特点的研究
由于半固态连铸技术的研究历史还很短，半固态连铸坯的组织特征、宏观质量、 成形性能等都不太清楚，有必要抓紧研究，以便尽快形成可供生产应用的技术标 准。 3.4 半固态连铸设备的研究
半固态连铸设备的研究重点是如何在现代连铸机的基础上进行改造，而不是全 部重新设计。主要内容包括：制浆室与普通连铸机兼容性的研究；连续冷却条件 下半固态浆料的制备技术；半固态弧形连铸机的研究开发；半固态连铸生产线最 优配置的研究等。 4 结论 (1)半固态连铸技术是一种铸造金属坯料的新技术，目前国内尚处于应用开发阶 段，国外已开始批量生产。
2.2 国内外半固态连铸机的主要机型
目前半固态连铸机的主要机型是垂直和水平两种形式，且以垂直形式为主。但这 只是象普通连铸机发展过程中的初期机型一样，要真正实现产业化，将来必然会 随着半固态连铸技术的逐步完善而向弧形连铸机发展。