半固态成形技术

1972年，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员首次提出半固态加工（SSM）可以得到高性能铝合金，引起了人们的广泛兴趣。1991年，Flemings提出通过低温浇注来制造细的等轴晶组织浆料，由于无须搅拌和气孔等缺陷少，引起了广泛的研究。1997年，都柏林大学进一步明确提出了类似的无须搅拌直接在液相线温度附近浇铸的方法（Direct Thermal Method，DTM）制备半固态浆料，为半固态的工业应用奠定了基础。目前，中德合资巨元翰洋（THT Presses）股份有限公司已经掌握了工业化的低液相线浇注（Sub-Liquidus Casting）技术，该技术通过温度控制即可制备半固态浆料，并用于小型汽车零部件批量生产。

金属半固态成形技术的特点是高效、高性能、低成本与节能环保。该技术经过多年不断发展，日趋成熟。20世纪90年代，西方国家就已进入工业化应用阶段，并对铝合金在汽车结构零件中的推广起到了重要作用。1995年，Thixmat公司的子公司——Linderberg公司利用铝合金触变铸造（Thixmolding）工艺，为一些汽车公司生产了50余万件的铝合金铸件。1997年，美国Hot Metal Molding公司为通用汽车公司生产汽车零件，每天生产5 000件，产量迄今已提高4倍。目前，美国AEMP公司、德国EFU公司、意大利Stam Pal SPA公司、法国Pechiney公司、美国Alunax 工程工业公司和瑞士Alusuisse公司均已形成相当的产业规模，产品大量用于交通运输和武器装备零部件的制备。铝合金半固态成形件的单件尺寸与质量也不断加大，意大利Stam Pal SPA和Fiat Auto公司生产的半固态铝合金零件质量达7 kg。

目前，我国主要注重半固态浆料的制备研究，华东理工大学、上海大学、东北大学、有色冶金设计研究院等高校和研究机构在机械搅拌和电磁搅拌方面等都有一定的进展，特别是华东理工大学利用“近液相线制浆技术”研究了多种牌号半固态成形的铝合金，如A356、264-18、6063、7075、ZL201和ZL116等铝合金浆料制备，并用触变成形制成了部分零件，与铸造铝合金相比，综合性能均提高了30%以上，并进行了半固态浆料凝固过程的计算机模拟。在国内，东风汽车公司曾用半固态成形技术制造空压机连杆。