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在國家“863”計(jì)劃的支持下，合作研制開發(fā)的鋁合金半固態(tài)成形技術(shù)及設(shè)備已經(jīng)成熟，研制的電磁攪拌制備鋁合金半固態(tài)坯料連鑄設(shè)備可以制造直徑為50~100mm的鋁合金非枝晶半固態(tài)連鑄棒料，研制的感應(yīng)加熱技術(shù)可以將鋁合金非枝晶坯料快速加熱到固液兩相區(qū)，半固態(tài)坯料溫度差可控制在1~2℃之內(nèi)，研制的鋁合金半固態(tài)成形技術(shù)可成形各種鋁合金零件毛坯。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)通過國家“863”計(jì)劃組織的專家委員會的驗(yàn)收。 目前制備鋁合金半固態(tài)連鑄坯料的最佳工藝是電磁攪拌方法，該工藝制備的半固態(tài)連鑄坯料純凈, 不易卷入氣體, 控制方便, 產(chǎn)量大。鋁合金半固態(tài)連鑄坯料的最佳重熔加熱工藝是電磁感應(yīng)加熱，該工藝加熱速度快、效率高，組織均勻，坯料不易變形。非枝晶鋁合金在半固態(tài)成形中不會噴濺，凝固收縮小，毛坯致密，能夠熱處理強(qiáng)化；毛坯不存在宏觀偏析, 性能更均勻；可以實(shí)現(xiàn)近終成形，大為減少機(jī)加工量，降低生產(chǎn)成本；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動化操作，生產(chǎn)效率高；減輕了模具的熱沖擊, 提高了模具的壽命。 目前，鋁合金半固態(tài)成形應(yīng)用主要集中在汽車零件和耐壓閥體零件毛坯，如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等，也可以應(yīng)用于其他要求較高的零件毛坯，如航空、摩托車用鋁合金零件等。

在傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形技術(shù)中，電磁攪拌和電磁感應(yīng)重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高，半固態(tài)坯料的液相分?jǐn)?shù)不能太高，成形非常復(fù)雜零件毛坯時遇到困難，而且坯料的鋸屑、坯料重熔加熱時的流失金屬、澆注系統(tǒng)和廢品不能馬上回用，增加了觸變成形的生產(chǎn)成本。因此，如何進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本成為當(dāng)今半固態(tài)鋁合金成形技術(shù)應(yīng)用的最重要的主題。 在國家九五、十五和十一五“863”高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃的支持下，我校研制開發(fā)的先進(jìn)鋁合金半固態(tài)流變成形技術(shù)已經(jīng)成熟，成功地流變成形了汽車零件，如圖1所示。與一般半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，該半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)通過國家“863”計(jì)劃組織的專家委員會的驗(yàn)收。 由于半固態(tài)鋁合金流變成形不易發(fā)生噴濺、裹氣少、凝固收縮小，流變成形的零件毛坯致密，能夠熱處理強(qiáng)化，因此采用本半固態(tài)流變成形技術(shù)成型的鋁合金零件的力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁合金壓鑄件的力學(xué)性能，滿足國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而且，流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析，力學(xué)性能更均勻；可以實(shí)現(xiàn)近終化成形，大為減少機(jī)加工量，降低加工成本；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動化操作，生產(chǎn)效率高；減輕了模具的熱沖擊，提高了模具的壽命。該技術(shù)具有電磁攪拌和均熱能耗低，漿料表面氧化程度輕，輸送方便，漿料的固相分?jǐn)?shù)可以靈活控制，便于成形各種復(fù)雜零件，而且半固態(tài)鋁合金漿料流變成形后的澆注系統(tǒng)、廢品將直接在本車間回用，降低原料成本。與傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。 該技術(shù)以北京科技大學(xué)擁有的中國發(fā)明專利00 1 09540.4為支撐，具有原創(chuàng)性及完全的知識產(chǎn)權(quán)。 目前，鋁合金半固態(tài)流變成形應(yīng)用主要集中在汽車零件和耐壓閥體等零件，如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等，也可以應(yīng)用于其他要求較高的零件毛坯，如航空、航天、摩托車和電子行業(yè)的鋁合金零件等。鋁合金半固態(tài)流變成形零件毛坯不但具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

項(xiàng)目的簡單概述 通過自行研制開發(fā)的輕金屬半固態(tài)制備與流變成形設(shè)備及工藝控制技術(shù)，將熔融的鎂合金、鋁合金液體制備成半固態(tài)漿料并直接進(jìn)行流變壓鑄成形。采用半固態(tài)制備與直接成形技術(shù)可使成形件的組織得到改善，明顯降低成形件的表面及內(nèi)部缺陷，并提高成形件的強(qiáng)度和塑性。 項(xiàng)目來源 本項(xiàng)目來源于國家973項(xiàng)目“先進(jìn)鎂合金半固態(tài)制備與成形基礎(chǔ)研究”和國家863項(xiàng)目“半固態(tài)輕合金設(shè)計(jì)、制備與成形技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目。 項(xiàng)目的最新進(jìn)展、所達(dá)到的水平 該技術(shù)的特點(diǎn)：半固態(tài)漿料制備與直接成形一體化；效率高；漿料制備體積及成形件尺寸范圍寬；適合于鎂合金、鋁合金及其復(fù)合材料半固態(tài)制備及直接成形。 項(xiàng)目的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如性能、各項(xiàng)指標(biāo)等該設(shè)備及技術(shù)包括：輕金屬合金（鎂合金、鋁合金等）熔煉爐、半固態(tài)漿料制備系統(tǒng)；漿料流量控制裝置以及電控系統(tǒng)、壓鑄機(jī)和相關(guān)工藝控制軟件等。半固態(tài)制備的剪切速率最高可達(dá)10000/s；可以連續(xù)制備鎂合金、鋁合金即其復(fù)合材料的半固態(tài)漿料，同壓鑄機(jī)連接可直接將半固態(tài)漿料進(jìn)行壓鑄成形；成形件的重量在幾十g～1000g左右；配備壓鑄機(jī)的能力在180～600噸

其他成果/n本發(fā)明公開了一種車身鋁合金管件固溶-彎曲-時效成形裝置及方法，該裝置包括加熱機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)；加熱機(jī)構(gòu)包括感應(yīng)線圈和高頻電源，感應(yīng)線圈套設(shè)在管件彎曲部的外周，感應(yīng)線圈與高頻電源連接；彎曲機(jī)構(gòu)包括彎曲模、靜夾塊、防皺塊、動夾塊和鋼/柔性芯模，管件的彎曲部放置在彎曲模上，管件的一端由靜夾塊和防皺塊夾在彎曲模上,管件的另一端由動夾塊夾緊，鋼/柔性芯模設(shè)置在管件內(nèi)，其中靜夾塊、防皺塊以及動夾塊為分體式設(shè)計(jì)，彎曲模為鑲塊式設(shè)計(jì)，利于加工水道，便于磨損后更換，彎曲模、靜夾塊、防皺塊和動夾塊內(nèi)均開設(shè)有用于通冷卻水的蛇形通道。本發(fā)明可顯著提高鋁合金管材的強(qiáng)度、硬度以及成形精度，有效解決管材彎曲淬火后的回彈問題。

半固態(tài)合金及成形技術(shù)的關(guān)鍵是球狀（或近球狀）初生固相均勻懸浮于液相的漿料制備，用該漿料壓鑄的鑄件缺陷少、性能高、可進(jìn)行熱處理。

觸變注射成形技術(shù)是目前唯一進(jìn)行鎂合金工業(yè)化生產(chǎn)的半固態(tài)成形技術(shù)。此技術(shù)及其產(chǎn)品具有諸多優(yōu)點(diǎn)。但相關(guān)的理論還未完善，如組織和性能的研究不夠全面和深入，成形件的熱處理尚未開展，成形過程的數(shù)值模擬也較少見等，應(yīng)用不夠廣泛。相關(guān)研究必將對完善觸變注射成形技術(shù)的基礎(chǔ)理論和擴(kuò)大實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。/line本課題組全面深入的研究了觸變注射成形AZ91D的組織，通過建立的微觀組織定量分析體系對未熔固相進(jìn)行了分析，并結(jié)合AZ91D粒料的等溫處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出了未熔固相演變的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停又接懥似湎鄳?yīng)的熱力學(xué)及物理特性。根據(jù)組織、孔隙率和試樣拉伸斷口形貌的變化，研究了工藝參數(shù)的影響，提出了拉伸斷裂機(jī)制。熱處理對成形件的影響也進(jìn)行了探討。

本發(fā)明公開了一種提高鋁合金熱成形效率及成形性的方法，包 括如下步驟：(1)在鋁合金坯料表面涂覆具有高吸收率且具有潤滑作用 的涂料；(2)將所述鋁合金坯料置于設(shè)定特定加熱溫度的第一加熱爐中 加熱并保溫；(3)將所述鋁合金坯料從第一加熱爐中取出后轉(zhuǎn)移至成形 模具上；(4)所述成形模具在壓力機(jī)的帶動下閉合使所述鋁合金坯料成 形并保壓冷卻；(5)將成形冷卻后的零件置于設(shè)定特定加熱溫度的第二 加熱爐中加熱并保溫，進(jìn)行人工時效后

研究內(nèi)容： 該項(xiàng)目研究了 ME20M 鎂合金板料熱拉深成形；提出了適 合鎂合金板料熱成形的含非常應(yīng)變軟化因子的高溫流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型， 并 通 過 用 戶 子 程 序 二 次 開 發(fā) VUMAT 將 其 加 入 到 數(shù) 值 模 擬 軟 件 ABAQUSA/explicit 中去；通過金相組織實(shí)驗(yàn)，在各種成形條件下熱拉深 筒形件斷面組織結(jié)構(gòu)， 得到不同成形工藝參數(shù)對鎂合金組織性能的影響結(jié) 果。

內(nèi)容介紹： Nb-Si基超高溫合金具有高熔點(diǎn)（1750°C以上）、低密度、適中的室 溫韌性、良好的高溫強(qiáng)度及優(yōu)良的耐腐蝕特性，可使用在1200?1450C 的溫度范圍內(nèi)，用于制備航空航天、化工、高溫爐等高溫結(jié)構(gòu)部件，適 合于取代鉗佬合金漏板，從而大幅度降低玄武巖纖維的制備成本。 本項(xiàng)目開發(fā)了Ti, Cr, Hf, Al, Mo, B, Zr

內(nèi)容介紹： 針對金屬基復(fù)合材料制備成本高、工藝過程復(fù)雜的難題，集真空壓 力浸滲、擠壓鑄造及液固擠壓三種工藝優(yōu)點(diǎn)于一體，開發(fā)出的真空吸滲 一液固擠壓一體化成形復(fù)合材料構(gòu)件的新技術(shù)，可一次成形出合金及其 復(fù)合材料管、棒材等高性能制件，解決了增強(qiáng)纖維與基體金屬潤濕性差 的問題，同時克服了傳統(tǒng)復(fù)合材料管、棒材成形方法均需二次變形的弊 端，可用于鋁、鎂基復(fù)合材料的成形，極大地降低了鋁、鎂合金及其復(fù) 合材料的制備成