一种半固态流变成形浆料的制备工艺的制作方法

本发明涉及金属半固态流变成型技术领域，尤其涉及一种半固态流变成形浆料的制备工艺。

背景技术：

半固态成形技术属于21世纪前沿性的金属加工技术，近年来得到快速发展。半固态流变压铸技术使传统压铸方式发生了深刻变化，半固态成形技术打破了传统的枝晶凝固模式，粒状晶组织提高了铸件密度，铸件的综合性能得到提高。

在金属半固态流变生产过程中，半固态浆料的保存和输送难度很大，批量生产的半固态浆料势必会因浇注过程的时间间隔而进行短暂的保存。在等温保存过程中，随着时间的延长，固相初生a-al晶粒与浆料剩余液相之间会发生相互扩散而造成组织及成分的差异。而浆料室温保存时，浆料温度会随保存时间的延长而降低，从而造成初生a-al晶粒固相体积分数和形貌的变化。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是半固态浆料在等温保存过程中，浆料温度会随保存时间的延长而降低，从而造成初生a-al晶粒固相体积分数和形貌的变化，本发明提供了一种半固态流变成形浆料的制备工艺来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半固态流变成形浆料的制备工艺，包括以下步骤：s1、将金属颗粒加入熔融金属液体中制成合金液；s2、将合金液通过导流器转入保温炉中；s3、一次孕育，将合金液保持在第一预定温度，在合金液中加入自孕育剂，搅拌合金液使所述自孕育剂溶解；s4、二次孕育，将合金液保持在第二预定温度，再次在合金液中加入自孕育剂，搅拌合金液使所述自孕育剂溶解，制得半固态流变成形浆料。

进一步地：所述导流器的倾斜角度为20°~40°。

进一步地：s3中所述第一预定温度为700℃-740℃。

进一步地：s4中所述第一预定温度为640℃-680℃。

进一步地：s3和s4中所述搅拌采用电磁脉冲搅拌，搅拌时在合金液的下方通入惰性保护气体。

进一步地：s3和s4中所用的自孕育剂为合金复合孕育剂，由al、zr、ti三种元素组成。

进一步地：所述电磁脉冲搅拌转速为800-900转/分钟，搅拌时间为40-60s。

本发明的有益效果是，本发明一种半固态流变成形浆料的制备工艺通过将金属颗粒加入熔融金属液体中的方式，使合金液大量形核，制得微观组织圆整且纯净的合金液，同时通过两次孕育，将自孕育剂加入合金液中，通过电磁脉冲搅拌及下方通入保护气体的搅动，自孕育剂起内冷却的作用，促使液态合金中局部过冷的形成，从而使局部区域产生大量的晶核或“大尺寸原子团簇”，另一方面，自孕育剂熔化后会在液态金属中引入新的高熔质点并稳定存在，为后续形核提供更多的形核基底，进而提高形核率，并解决了初生a-al晶粒固相体积分数和形貌的变化的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种半固态流变成形浆料的制备工艺的过程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，本发明提供了一种半固态流变成形浆料的制备工艺，包括以下步骤：s1、将金属颗粒加入熔融金属液体中制成合金液；s2、将合金液通过导流器转入保温炉中；s3、一次孕育，将合金液保持在第一预定温度，在合金液中加入自孕育剂，搅拌合金液使所述自孕育剂溶解；s4、二次孕育，将合金液保持在第二预定温度，再次在合金液中加入自孕育剂，搅拌合金液使所述自孕育剂溶解，制得半固态流变成形浆料。

s1中，将金属颗粒加入熔融金属液体中的方式，使合金液大量形核，制得微观组织圆整且纯净的合金液；s3和s4中，自孕育剂熔化后会在液态金属中引入新的高熔质点并稳定存在，为后续形核提供更多的形核基底，进而提高形核率。自孕育剂加入液态合金中熔化会吸收液态合金的部分热量，从而使合金浆料温度迅速下降。再将其浇注，相当于降低浇注温度。而自孕育剂作为人工形核剂，由于与基体合金成分相同，因此作为异质形核基底的润湿角θ趋于0°，这样大大降低了形核功，更容易形成晶核。几方面的综合作用最终达到细化组织的目的。

所述导流器的倾斜角度为20°~40°。经过实验中金属试样对比得出导流器角度对自孕育铸造组织具有一定的影响，当混合后的浆料流经倾斜角度分别为20°~40°的导流器时，取得的试样效果最好。

s3中所述第一预定温度为700℃-740℃；s4中所述第一预定温度为640℃-680℃，s3和s4中所述搅拌采用电磁脉冲搅拌，搅拌时在合金液的下方通入保护气体，保护气体为惰性气体，所述电磁脉冲搅拌转速为800-900转/分钟，搅拌时间为40-60s，通过电磁脉冲搅拌及下方通入保护气体的搅动，自孕育剂起内冷却的作用，促使合金液中局部过冷的形成，从而使局部区域产生大量的晶核或“大尺寸原子团簇”。

s3和s4中所用的自孕育剂为合金复合孕育剂，由al、zr、ti三种元素组成，ti、zr元素能够与al形成al3ti和al3zr粒子，这两种粒子都能充当基体的形核核心，故都能对合金液产生一定的晶粒细化效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。