半固态压铸

半固态压铸俗称 半固态金属（SSM）铸造 半固态铸造是一种结合固态金属锻造和液态铸造的新兴技术。该工艺以生产出机械性能优异、近净成形的金属产品而闻名。半固态铸造尤其适用于铸造某些有色金属，例如铜、镁和铝。由于其半固态特性，该工艺可以降低孔隙率，并减少成形过程中孔洞的形成。

半固态压铸工艺

在半固态压铸工艺中，并非使用完全熔融的金属，而是使用半固态铸造材料，即50%固态和50%液态。金属在特定温度下熔化，使浆料保持半熔融状态。最佳温度最高可达10摄氏度，在此温度下金属可保持30%-60%固态形态。

增加金属浆料的固含量会使粘度升高40%，从而影响半固态压铸工艺。金属冷却后，任何存在的枝晶都会分解，从而提高金属的延展性。枝晶是金属在凝固过程中形成的树状晶体结构。之后，采用合适的半固态技术进行压铸。 压铸，取决于所使用的合金。

半固态金属压铸有四种流行的方法，包括：

触变铸造

这是半固态铸造最古老的技术之一，世界各地的制造商仍在使用 触变成形铸造 生产高价值金属零件。触变铸造凭借其众多优势，已成为铝合金的商业化铸造技术。作为主要的SSM方法，触变铸造能够将合金生产成近净成形的零件，并增强其美观度和强度。金属制成半固态铸造后，触变铸造工艺还包含三个阶段。

首先，机器生产出具有独特球形微观结构的预铸坯。坯料的制作过程是通过搅拌熔融金属并去除其中的气泡来实现的。其次，坯料在保持其部分熔融状态的温度下重新加热。在最后阶段，将坯料压入模腔，完成合金的铸造。

触变铸造工艺无论应用多么广泛，如果某些要求不能得到恰当满足，就无法生产出优质的最终产品。制造商必须比标准铸造工艺花费更多资金来生产用于该工艺的特殊坯料。但高昂的成本却能带来良好的表面光洁度和优异的金属性能。

与其他压铸方法相比，触变铸造可延长金属模具寿命、提高精度并提高加工效率。在严格控制的环境下，触变铸造有助于避免压射速度、液相分数、压射压力和模具温度等铸造缺陷。

流变铸造

流变铸造工艺始于半固态浆料，该浆料直接从传统压铸炉中熔化的金属中获得，无需重新加热坯料。流变铸造通过将铝屑添加到基材上来利用部分固态浆料。在某些情况下，流变铸造会以特定速率旋转金属混合物来实现。然后，合金冷却并注入模具中，无需任何过渡凝固步骤，即可完成铸造。

金属铸造完成后，制造商可以将剩余的浆料再次熔化，重新利用。具体方法是将多余的浆料放入压铸机或熔炉中。直接用半固态铸造浆料制成的部件效果显著。

流变铸造的特点包括更佳的能源管理、更低的收缩率和更高的生产效率。流变铸造最显著的优势在于原料成本更低、潜热更低以及可直接回收利用。

触变成形

触变成型是镁合金最常用的铸造方法。在这种方法中，制造商使用金属屑制备金属浆料。将金属屑以特定体积和精确条件放入加热的料筒中。铸造机自动将浆料压入模腔。触变成型可以将镁合金转化为半固态浆料。它能够塑造 铸件产品 具有更高的精度和更少的缺陷。

与传统压铸相比，触变模塑具有多项优势。最显著的优势在于其更安全的铸造操作，因为无需使用…… 熔炉由于没有熔炉效应，产生有害气体的可能性很小；因此，不会对环境造成破坏性影响。

对于注射触变成型工艺，每个金属部件的能耗低于高压压铸，且微观结构更易于控制。然而，触变成型注射机的安装成本高昂，操作复杂。由于其部件会直接接触熔融金属，尤其是镁合金，因此需要进行大量的维护。

应激诱导 熔融活化（SIMA）

SIMA 工艺是对触变成型工艺的一种改进，因为它成本低廉且相对容易操作。这些特性使 SIMA 工艺适合工业级大规模生产。金属在设定温度下加热熔化，然后置于高度受控的环境中。在受控环境下，冷却后会产生具有合适内部晶粒结构的结晶。在 SIMA 工艺中，通过将经过应变的原料加热至部分固态，可以轻松获得非枝晶状原料。

原料是一种高温物质，在再结晶温度下经过加工，例如挤压、轧制或固态锻造。该原料在加热至半固态后，会变成细小的球状结构。在某些情况下，制造商会在均匀的温度下对材料进行轧制，以制造出质量优良的小部件。

如今，应力诱导熔体活化法已在商业层面上拥有广泛的应用。其原因在于，它能够以远低于传统压铸方法的成本生产出优质的金属零件。常见的应用包括汽车行业的转向节和发动机悬架支架。

半固态压铸合金

半固态压铸可适用于大多数有色合金, 其中铜、镁和铝是最常见的几种金属。显然，对于半固态铝压铸，触变铸造和流变铸造是较好的选择。.

其他技术，如应力诱导熔体活化 (SIMA) 和 RAP，也可用于 铸铝 合金，无论其商业用途如何。铝合金一般用于半固态铸造，因为铸造后的铝合金具有更好的孔隙率和拉伸性能。

说到镁合金，触变成型成型是最广为人知的方法。在这种方法中，镁合金因其卓越的可加工性、低成本和高强度而备受青睐。与铝合金或钢合金相比，镁的比重较小，因此更适合触变成型成型。

铜虽然是著名的有色合金之一，但作为半固态压铸合金的应用相对较少。在传统压铸中，铜合金已达到商业化应用水平，且技术先进。

半固态压铸的优势

半固态压铸具有压铸的所有优点，同时消除了大部分（如果不是全部）缺陷和限制，例如残留孔隙度。半固态压铸的一些主要优点包括：

• 持久性能

与其他铸造技术相比，半固态铸造显著提高了金属工具和模具的寿命，尤其是 挤压铸造半固态铸造模具寿命是传统压铸模具寿命的两倍，是挤压铸造模具寿命的三到五倍。

• 高强度产品

半固态铸造产品完全可焊接，并具有优异的延展性、强度和抗疲劳性。由于半固态铸造的型腔填充速度快，铸件重量得以最小化。较短的型腔填充时间使半固态金属能够覆盖极薄的截面（2-3毫米甚至更小）。

• 提高生产力

半固态铸造缩短了铸造周期，从而提高了铸造工艺的生产率。在半固态压铸中，制造商可以延长模具的使用时间。此外，由于半固态金属铸件的耐受性更强、孔隙率更低、凝固过程中的收缩率低，因此质量更高。

半固态铸造中的恶性部分固态合金由于其触变性，仅在受到力的作用时才会流动。因此，它们不会漂移到模具的下腔。

• 坚固的内部结构

在半固态压铸流变铸造技术中，可以实现合金铸造，且不会产生飞溅、卷入空气和氧化物。坯料重新加热并压入模腔，可以形成非常细密、坚固且均匀的内部组织。

• 可扩展的程序

半固态压铸为制造商提供了许多经济和商业吸引力。 选角公司 可以在短时间内以自动化生产程序生产大量金属零件。

• 环保

半固态压铸产生的废料和副产品比其他铸造方法更少。半固态铸造方法可减轻企业在环境场地净化和铅基废物管理方面的成本。

半固态压铸的应用

在本世纪，半固态压铸因其成本效益和优异的产品性能而得到了广泛的应用。这种铸造工艺已广泛应用于世界各地的多个行业：

• 汽车

汽车公司使用 半固态压铸 量产轻量化高强度汽车零部件所需的产品。它具有重大的商业意义，并在创造 快速原型对于有色合金的批量生产，半固态铸造用于机械驱动、汽车和航空航天工业。

半固态铸造用于 铝制造 发动机悬架支架、油泵滤清器、歧管传感器线束和 V6 发动机的水平块。

•  电子产品

半固态镁压铸用于制造计算机框架和相机机身的薄壁铸件。

• 其他的

铸造创作者更喜欢半固体 医疗铸件 以及航空航天零件，因为铸造件具有更好的金属性能。