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在國家“863”計劃的支持下，合作研制開發(fā)的鋁合金半固態(tài)成形技術及設備已經成熟，研制的電磁攪拌制備鋁合金半固態(tài)坯料連鑄設備可以制造直徑為50~100mm的鋁合金非枝晶半固態(tài)連鑄棒料，研制的感應加熱技術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，研制的鋁合金半固態(tài)成形技術可成形各種鋁合金零件毛坯。目前，該項目已經通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 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，能夠熱處理強化；毛坯不存在宏觀偏析, 性能更均勻；可以實現(xiàn)近終成形，大為減少機加工量，降低生產成本；易于實現(xiàn)機械化或自動化操作，生產效率高；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中，電磁攪拌和電磁感應重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高，半固態(tài)坯料的液相分數不能太高，成形非常復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成本。因此，如何進一步降低生產成本成為當今半固態(tài)鋁合金成形技術應用的最重要的主題。 在國家九五、十五和十一五“863”高技術發(fā)展計劃的支持下，我校研制開發(fā)的先進鋁合金半固態(tài)流變成形技術已經成熟，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工藝流程大大縮短，設備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產成本將會明顯降低。目前，該項目已經通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 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，能夠熱處理強化，因此采用本半固態(tài)流變成形技術成型的鋁合金零件的力學性能遠遠超過鋁合金壓鑄件的力學性能，滿足國家技術標準。而且，流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析，力學性能更均勻；可以實現(xiàn)近終化成形，大為減少機加工量，降低加工成本；易于實現(xiàn)機械化或自動化操作，生產效率高；減輕了模具的熱沖擊，提高了模具的壽命。該技術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，漿料的固相分數可以靈活控制，便于成形各種復雜零件，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工藝流程大大縮短，設備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產成本將會明顯降低。 該技術以北京科技大學擁有的中國發(fā)明專利00 1 09540.4為支撐，具有原創(chuàng)性及完全的知識產權。 目前，鋁合金半固態(tài)流變成形應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)良的力學性能。

項目的簡單概述 通過自行研制開發(fā)的輕金屬半固態(tài)制備與流變成形設備及工藝控制技術，將熔融的鎂合金、鋁合金液體制備成半固態(tài)漿料并直接進行流變壓鑄成形。采用半固態(tài)制備與直接成形技術可使成形件的組織得到改善，明顯降低成形件的表面及內部缺陷，并提高成形件的強度和塑性。 項目來源 本項目來源于國家973項目“先進鎂合金半固態(tài)制備與成形基礎研究”和國家863項目“半固態(tài)輕合金設計、制備與成形技術開發(fā)與應用”項目。 項目的最新進展、所達到的水平 該技術的特點：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、鋁合金及其復合材料半固態(tài)制備及直接成形。 項目的關鍵數據，如性能、各項指標等該設備及技術包括：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)、壓鑄機和相關工藝控制軟件等。半固態(tài)制備的剪切速率最高可達10000/s；可以連續(xù)制備鎂合金、鋁合金即其復合材料的半固態(tài)漿料，同壓鑄機連接可直接將半固態(tài)漿料進行壓鑄成形；成形件的重量在幾十g～1000g左右；配備壓鑄機的能力在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，該裝置包括加熱機構和彎曲機構；加熱機構包括感應線圈和高頻電源，感應線圈套設在管件彎曲部的外周，感應線圈與高頻電源連接；彎曲機構包括彎曲模、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/柔性芯模設置在管件內，其中靜夾塊、防皺塊以及動夾塊為分體式設計，彎曲模為鑲塊式設計，利于加工水道，便于磨損后更換，彎曲模、靜夾塊、防皺塊和動夾塊內均開設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)合金及成形技術的關鍵是球狀（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、可進行熱處理。

觸變注射成形技術是目前唯一進行鎂合金工業(yè)化生產的半固態(tài)成形技術。此技術及其產品具有諸多優(yōu)點。但相關的理論還未完善，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，成形過程的數值模擬也較少見等，應用不夠廣泛。相關研究必將對完善觸變注射成形技術的基礎理論和擴大實際應用產生深遠影響。/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行了分析，并結合AZ91D粒料的等溫處理實驗結果，總結出了未熔固相演變的經驗模型，接著探討了其相應的熱力學及物理特性。根據組織、孔隙率和試樣拉伸斷口形貌的變化，研究了工藝參數的影響，提出了拉伸斷裂機制。熱處理對成形件的影響也進行了探討。

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移至成形 模具上；(4)所述成形模具在壓力機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定特定加熱溫度的第二 加熱爐中加熱并保溫，進行人工時效后

研究內容： 該項目研究了 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變軟化因子的高溫流變應力數學模型， 并 通 過 用 戶 子 程 序 二 次 開 發(fā) VUMAT 將 其 加 入 到 數 值 模 擬 軟 件 ABAQUSA/explicit 中去；通過金相組織實驗，在各種成形條件下熱拉深 筒形件斷面組織結構， 得到不同成形工藝參數對鎂合金組織性能的影響結 果。

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

本發(fā)明公開了一種半固態(tài)銅合金連續(xù)鑄造裝置與方法。本發(fā)明的裝置包括爐體，機械攪拌裝置從上方插入所述爐體中，所述機械攪拌裝置的攪拌頭呈螺旋狀；所述爐體中還設有熱電偶，所述熱電偶電性連接至設置于所述爐體外的ＰＩＤ溫度控制器，所述ＰＩＤ溫度控制器電性連接至高頻感應加熱器；所述爐體還通過液體管道與水箱、水泵流量計串連；牽引棒的一端從下方插入所述爐體中，另一端固