1、2020/1/27,1,半固态成形技术及其进展,北京交通大学邢书明中国机械工程学会半固态加工学术委员会 委员 中国机械工程学会特种铸造专业委员会 委员 中国兵工学会挤压铸造委员会 委员,2020/1/27,2,主要内容,半固态成形,传统加工技术分析,原 理 特 征 和 优 势,应 用 现 状 和 前 景,项目建议与分析,2020/1/27,3,1 半固态成形技术的产生 材料传统加工技术分析,传统 材料加工技术,材料连接焊,固态加工 锻、轧、挤 冲、拉、拔热,液态加工铸,2020/1/27,4,1 半固态成形技术的产生 材料传统加工技术分析,液态成形 特征：以液体状态充型 优点：短流程高柔度低成
2、本 缺点：质量控制困难可靠性低稳定性差 趋势：快速、精确、高压向固态成形延伸 挤压铸造 压铸 铸轧一体化,固态成形 特征：以固态充型 优点：高可靠性高性能 缺点：流程长柔度低成本高 趋势：快速、精确、低耗向液态成形延伸 液态模锻 液芯轧制 精密锻造 等温锻造 超塑性加工,2020/1/27,5,1 半固态成形技术的产生 加工技术新体系,2020/1/27,6,2 半固态成形技术简介 基本概念,定义： 利用材料的流变特性进行充填与成形的加工技术 材料状态：半固态 技术本质： 流变充型 加压凝固 加工温度：TsTTL 加工方式： 半固态铸造、半固态锻造、半固态轧制、半固态挤压等,2020/1/27
3、,7,2 半固态加工技术简介 工艺流程,触变成形 坯料 加热 充型 凝固 脱模 后处理 流变成形 合金熔炼 浆料制备 充型 凝固 脱模 后处理,2020/1/27,8,2 半固态加工技术简介 技术优势,2020/1/27,9,2 半固态成形技术简介 限制环节,半固态加工,半固态浆料制备,半固态坯料制备,成 形 设 备,成 形 工 艺,产品市场,2020/1/27,10,3 半固态成形技术原理,技术范畴： 凝固控制+半固态流变充型+塑性变形 定义： 利用各种凝固控制技术获得具有良好流变性的半固态浆料，并在外力作用下使其充满型腔、凝固并发生一定的塑性变形，得到各种零件毛坯的成形方法. 技术关键：
4、半固态浆料的制备 半固态浆料的定量充型 凝固与塑性变形之间的耦合 零件毛坯的质量控制 与各种成形设备的相容性,2020/1/27,11,分类,半固态成形技术分类,2020/1/27,12,2020/1/27,13,4半固态加工技术现状与进展,国外已经产业化 专业化工厂 专业化设备制造 产品遍及整个制造业 有色、黑色 军工、航天、民品 高科技、日用品,国内有待产业化 实验研究充分 产业化准备不足 关键设备缺乏 工艺设计与控制依据不足 限制环节： 坯料或浆料的制备 设备 市场,2020/1/27,14,4 半固态成形技术现状与进展,技术现状 浆料制备：系统，成熟 坯料制备： 半固态连铸已经工业化
5、加热技术： 感应加热已经工业化 成形技术： 半固态压铸和半固态锻造成熟 半固态挤压、轧制较少,2020/1/27,15,4 半固态成形技术现状 国外应用现状,Alumax公司的AEMP分部 (Alumax Engineered Metal Process) 建厂：于1978年就建成了生产铝合金汽车零件的半固态压铸生产线，年生产能力达到了5000万件。近况： l与Superior工业公司合资在美国Arkansas州建成了全球首家半固态压铸铝合金轮毂厂。拥有24台压铸机半固态压铸铝合金轮毂与低压铸造相比 减重30，性能提高30，生产率提高9倍 l 该公司帮助AMP公司新建了一个用来生产电工铝合金零
6、件的专业厂.,2020/1/27,16,Alumax公司的半固态产品,4 半固态成形技术现状 国外应用现状,2020/1/27,17,4 半固态成形技术现状 国外应用现状,半固态成形汽车零件,2020/1/27,18,4 半固态成形技术现状 意大利应用现状,Alfa Romeo Spider 跑车后悬铝合金梁水平支撑，单重达7公斤,壁厚只有0.1英寸(2.54),2020/1/27,19,4 半固态成形技术现状 以铝代铁,原为铸铁，单重3公斤，现改用半固态铝合金，单重1.4公斤,减重114%,2020/1/27,20,4 半固态成形技术现状 以铝代钢,原为精铸碳钢，现为A356T6铝合金.完全
7、满足要求, 且减重50%,成本显著降低,2020/1/27,21,4 半固态成形技术现状 中国,汽车制动总泵体,2020/1/27,22,4 半固态成形技术现状 中国,汽车空调器涡轮盘,2020/1/27,23,4 半固态成形技术现状 中国应用现状,汽车水泵盖,2020/1/27,24,5 半固态成形技术的发展趋势,2020/1/27,25,5 半固态成形技术发展趋势,有色与黑色并重 实现黑色金属精确成形 触变成形与流变成形并重 流变成形可以解决成本高的问题 系列化与专业化并重 设备专业化 产品专业化 企业专业化,2020/1/27,26,5 发展趋势,生产连续化、高速化：与现代成形接轨 材料
8、多样化：铝合金、镁合金、铜合金、钢铁材料、复合材料 工艺数字化：适应网络制造、虚拟制造等先进制造技术 设备专业化：产业化的硬件保证 铸轧一体化：坯、件、型材并重,2020/1/27,27,6 本课题组的主要成果,Fe-Cr-C系合金白口铁半固态成形,半固态,普通,2020/1/27,28,6 本课题组的主要成果,高锰钢半固态成形,半固态,普通铸造,2020/1/27,29,6 本课题组的主要成果 理论成果,半固态连铸过程稳定性理论 粒状晶形成理论 半固态连铸工艺设计准则,2020/1/27,30,6 本课题组的主要成果 半固态挤压铸造机,邢书明发明半固态挤压铸造机,2020/1/27,31,6
9、 本课题组的主要成果 半固态连铸机,安装在车间的垂直连铸机SSCC95,2020/1/27,32,6 本课题组的主要成果 黑色金属半固态连铸机,邢书明研制的 黑色金属半固态连铸机,2020/1/27,33,6 本课题组的主要成果 半固态挤压抗磨锤头,2020/1/27,34,6 本课题组的主要成果 半固态挤压白口铁杯形件,2020/1/27,35,6 本课题组的主要成果 半固态挤压磨球,2020/1/27,36,6 本课题组的主要成果 半固态挤压铸造机,2020/1/27,37,6 本课题组的主要成果 半固态反挤成形,半固态坯,普通坯,2020/1/27,38,7 今后的研发计划,与企业联合组建半固态加工技术与装备中心 研发基地 装备制造基地 生产应用基地 近五年内的研发内容： 半固态连铸技术与装备产业化 半固态压铸技术与装备产业化 半固态模锻技术与装备产业化 半固态挤压技术与装备产业化,2020/1/27,39,感谢光临，敬请指导！,
