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1、2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,1,半固态金属加工技术,图4-1 半固态金属(合金)的内部结构 图4-2 半固态金属和强化粒子(纤维)的搅拌混合,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,2,第4章 半固态金属加工技术,图4-3 球形组织的演化过程示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,3,第4章 半固态金属加工技术,图4-4 半固态铸造装置示意图 1金属液；2加热炉；3冷却器；4流变铸锭；5料坯；6软度指示仪；7坯料二次加热器；8压射室；9压铸模；10压铸合金,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,4,第4章 半固态金属加工技术,(a)间歇式(b)连续
2、式 图4-5 半固态机械搅拌装置示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,5,第4章 半固态金属加工技术,图4-6 转轮式制浆装置,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,6,第4章 半固态金属加工技术,(a)垂直搅拌式(b)水平搅动式(c)螺旋搅动式 图4-7 电磁搅拌制备半固态坯料的三种搅拌方式示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,7,第4章 半固态金属加工技术,图4-8 带内部转子的电磁流变铸造示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,8,第4章 半固态金属加工技术,图4-9 半固态浆料复合电磁搅拌连续制备技术示意图,2023/2/23,材料
3、成型及控制工程教研组,9,第4章 半固态金属加工技术,图4-10 超声波振动半固态浆料制备原理示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,10,第4章 半固态金属加工技术,图4-11 一种二次加热装置的原理图 图4-12 半固态金属重熔硬度 测定装置,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,11,第4章 半固态金属加工技术,(a)柸料二次加热(b)坯料放入压制室型腔(c)压射成型(d)压铸件 图413 半固态金属触变压铸示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,12,第4章 半固态金属加工技术,图4-14 半固态金属触变压铸设备平面布置图 1压铸机；2压铸件抓取机械
4、手；3锯切机构；4压铸件冷却箱；5涂料喷涂装置；6加热系统；7坯料搬运机械手,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,13,第4章 半固态金属加工技术,(a)柸料二次加热(b)坯料放人锻模型腔(c)锻压成形(d)锻件 图4-15 半固态金属触变锻造示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,14,第4章 半固态金属加工技术,图4-16 闭模锻造示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,15,第4章 半固态金属加工技术,图4-17 触变注射成形原理示意图1模具架；2模型；3半固态镁合金累积器；4加热器；5镁粒料斗；6 给料器：7旋转驱动及注射系统；8螺旋给进器；9筒体
5、；10单向阀；11射嘴,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,16,第4章 半固态金属加工技术,（a）各种通信设备的外壳(b)翻盖式手机外壳,(c)相照机外壳，重量为98g(d)电脑显示器外壳,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,17,第4章 半固态金属加工技术,(e)摩托车轮毂，直径40cm，重量1.8kg(f)汽车方向盘，重量560g,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,18,第4章 半固态金属加工技术,(g)家用设备(h)休闲运动器件 图4-18 以触变注射成形工艺制造的镁合金零件实例,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,19,第4章 半固态金属加工
6、技术,(a)浇注(b)电磁搅拌(c)调整压射室位置(d)压射成形 图4-19 压射室制备半固态合金浆料和流变成形示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,20,第4章 半固态金属加工技术,图4-20单螺旋流变射铸工艺原理示意图 1金属液输入管；2保温炉；3螺杆；4筒体；5冷却管；6绝热管；7加热线圈；8半固态金属累积区；9绝热层；10注射嘴；11加热线圈；12单向阀,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,21,第4章 半固态金属加工技术,A-出浆区段 B-浆料熟化区段 C-搅拌、挤压、剪切和搓碾制浆区段 D-导向区段 E-加料区段 图4-21 双螺旋流变成型工艺原理示意图
7、1-出浆阀 2-双螺杆 3-筒体 4-加热器 5-加料口 6-驱动系统,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,22,第4章 半固态金属加工技术,图4-22 低过热度倾斜板浇注式流变成形工艺原理示意图1-熔化坩埚；2-合金液；3-倾斜板；4-收集坩埚；5-压射室；6-压铸型；7-铸件,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,23,第4章 半固态金属加工技术,图4-23 低过热度浇注和短时弱机械搅拌制备 半固态合金浆料示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,24,第4章 半固态金属加工技术,（a)搅拌速度的影响（b)搅拌时间的影响 图4-24 搅拌速度和搅拌时间对半固态
8、合金浆料初生固相形状因子的影响,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,25,第4章 半固态金属加工技术,图4-25 低过热度浇注和弱电磁搅拌式流变压铸示意图 1熔化炉；2合金液；3电磁搅拌器；4半固态合金浆料；5坩埚；6加热；7压铸机压射；8压铸；9压铸型腔；10压铸机,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,26,第4章 半固态金属加工技术,图4-26 半固态SnPbl5合金浆料直接轧制工艺原理示意图 1主轧辊；2硅橡胶面；3流变器；4半固态SnPbl5合金浆料；5销钉；6、8张紧轮；7硅橡胶带；9支撑辊；10杠杆；11校直点；12合金薄带；13驱动轮；14弹簧秤；15载荷调节
9、螺母,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,27,第4章 半固态金属加工技术,（a)双轮牵引式薄板坯连铸机（b)带轮牵引式薄板坯连铸机 图4-27 半固态铝合金薄板坯连铸工艺原理示意图,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,28,第4章 半固态金属加工技术,(a)浇注(b)搅拌(c)浆料输送和轧制图4-28 半固态钢铁浆料轧制过程示意图1浇口；2电磁搅拌器；3搅拌室；4水冷轧辊,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,29,表4-1 半固态金属触变压铸机的选择,1bar=10kpa,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,30,表4-2 典型的标准压铸机与半固态触变压铸机性能参数的比较,2023/2/23,材料成型及控制工程教研组,31,表4-3 几种铝合金在不同加工状态下性能对比表,*SSM-半固态金属；PM-硬模铸造；W-锻造,
