汽車、航空、火車及武器裝備等的重要發(fā)展趨勢之一是輕量化,因此輕合金材料——鋁合金、鎂合金等將被大量采用。半固態(tài)成形技術能夠顯著提高輕合金要部件的性能,被認為是21世紀的綠色、環(huán)保的近凈成形技術。
金屬材料的半凝固成形,或叫半固態(tài)流變成形就是對凝固過程中的金屬液進行一定的處理,如施加強烈的攪拌或擾動、加入晶粒細化劑、提高凝固速度、改變金屬的熱狀態(tài)等,改變初生固相的形核和生長方式,或充分破碎枝晶,得到一種液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著一定數量球狀初生固相的固液混合漿料,將這種半固態(tài)金屬漿料直接成形的方法稱為流變成形。
若將這種半固態(tài)漿料進行半連續(xù)鑄造,凝固后獲得坯料,再將定量的坯料重新加熱至固液相線溫度區(qū)間來成形的方法稱為半熔融成形,或叫半固態(tài)觸變成形。
以上這兩種方法統稱為金屬的半固態(tài)成形技術。金屬的半固態(tài)加工可結合傳統的鑄造、擠壓、鍛壓以及鑄軋工藝來實現大批量生產,因此應用范圍特別廣泛。
通過不斷發(fā)展,金局半固態(tài)成形技術在某些發(fā)達國家已經進入了工業(yè)化生產階段,特別是在汽車行業(yè),許多半固態(tài)金屬零件已經取代傳統鑄造或者鍛造零件,這主要是由于半固態(tài)成形件的性能優(yōu)于傳統成形工藝生產的零件,或具有更好的性價比。