。646 北京科技大学学报 2006年第7期 充填规律的影响.实验选用的压射比压为10~25 MPa:压射冲头速度为0.024~0120m°s1:浆料 2实验结果与讨论 成形温度为585~591℃压铸型预热温度为120 2.1实验制备的半固态A356铝合金浆料的组 ℃压射室预热温度为280℃. 织分布 在分析研究半固态A356铝合金浆料成形温 浆料的制备是流变成形技术的关键环节之 度、压射比压和压射冲头速度对充填性影响的基 一，浆料的组织分布和初生相的形貌对获得优质 础上，从实验成形试片的不同部位截取金相试样， 的半固态铸件有着很大的影响.图2是在浇注温 然后利用光学显微镜观察、比较与分析显微组织， 度为630℃，浇注高度为40mm的浇注条件下制 研究其组织分布特点， 备的半固态A356铝合金浆料的组织. 图2半固态浆料心部组织.(a)浆料顶部中心部位组织：(b)浆料中部中心部位组织：(c)浆料底部中心部位组织 Fig.2 Center microstructures of the ingpts (a)center microstructure at the bottom of the slurry:(b)center microstructure at the mid- dle of the slurry:(c)center microstructure at the top of the slurry 从图中可以看出：采用低过热度浇注同时施 不同对A356铝合金浆料的充填性有明显的影 以弱电磁搅拌的方法制备的半固态A356铝合金 响.从图3可以看出：当A356合金浆料的成形温 浆料的组织分布均匀，初生α一A!呈椭球状或粒 130m 状：冷却速度的不同和浇注时浆料相对浇注高度 120M 110- 的不同，导致浆料的顶、中、低部组织有一定的差 100 --10mm ◆-5mm 别：由于收集坩埚的激冷作用，浆料底部组织初生 80 -2.5mm 1.25mm a一AI较为细小，但存在少量的树枝晶：顶部组织 因浇注高度相对较低，收集坩埚冷却速度相对较 慢而且搅拌时间相对短，导致晶粒稍大.从浆料 4 的整体来看，所制备的A356铝合金浆料的组织 20 58558658758858959057 分布较为均匀，可以满足生产实际的需要， 成形温度℃ 2.2浆料的成形温度对流变压铸充填性的影响 图3成形温度对不同厚度试片充填长度的影响 浆料的成形温度是指浆料进行压铸成形时的 Fig.3 Effect of the semisolid slurry temperature of A356 alloy 温度，本实验对浆料在不同成形温度下的充填性 on the filling length of different thickness test pieces 进行了研究.图3是压射比压为20MPa,压射冲 头速度为0.096ms的实验条件下，浆料的成形 度在585℃时，10mm和5mm厚的试片己经充 温度对不同厚度试片充填长度的影响. 满，而25mm和1.25mm厚的试片只充填了一 从图3可以看出，虽然试片的厚度不同，但试 部分：即使将A356合金浆料的成形温度提高到 片的充填长度随浆料成形温度的变化趋势是一致 591℃25mm和1.25mm厚的试片仍然只有部 的.也就是说，随着A356铝合金浆料成形温度的 分充填.这可能是由于铸件充填过程中模具浇道 提高，试片的充填长度增加，成形温度越高，充填 设置不合理造成的.对于10mm和5mm厚的试 长度越长.这是因为成形温度越高，浆料的固相 片而言，其内浇口的厚度也为10mm和5mm,内 分数越小，表观粘度越小，因此半固态A356铝合 浇口面积相对较大，充填阻力较小.而对于2.5 金浆料越容易流动，充填性也就越好. mm和1.25mm厚的试片而言，其内浇口的厚度 即使在相同的成形工艺条件下，试片厚度的 分别为2.5mm和1.25mm,内浇口面积相对较充填规律的影响.实验选用的压射比压为10 ～ 25 M Pa ;压射冲头速度为 0.024 ～ 0.120 m·s -1 ;浆料 成形温度为 585 ～ 591 ℃, 压铸型预热温度为 120 ℃,压射室预热温度为 280 ℃. 在分析研究半固态 A356 铝合金浆料成形温 度、压射比压和压射冲头速度对充填性影响的基 础上 ,从实验成形试片的不同部位截取金相试样, 然后利用光学显微镜观察 、比较与分析显微组织, 研究其组织分布特点 . 2 实验结果与讨论 2.1 实验制备的半固态 A356 铝合金浆料的组 织分布 浆料的制备是流变成形技术的关键环节之 一,浆料的组织分布和初生相的形貌对获得优质 的半固态铸件有着很大的影响 .图 2 是在浇注温 度为 630 ℃,浇注高度为 40 mm 的浇注条件下制 备的半固态A356 铝合金浆料的组织. 图 2 半固态浆料心部组织.(a)浆料顶部中心部位组织;(b)浆料中部中心部位组织;(c)浆料底部中心部位组织 Fig.2 Center microstructures of the ingots:(a)center microstructure at the bottom of the slurry;(b)center microstructure at the mid￾dl e of the slurry;(c)center microstructure at the top of the slurry 从图中可以看出 :采用低过热度浇注同时施 以弱电磁搅拌的方法制备的半固态 A356 铝合金 浆料的组织分布均匀, 初生 α-Al 呈椭球状或粒 状;冷却速度的不同和浇注时浆料相对浇注高度 的不同, 导致浆料的顶、中、低部组织有一定的差 别;由于收集坩埚的激冷作用 ,浆料底部组织初生 α-Al 较为细小 ,但存在少量的树枝晶 ;顶部组织 因浇注高度相对较低 , 收集坩埚冷却速度相对较 慢而且搅拌时间相对短, 导致晶粒稍大.从浆料 的整体来看, 所制备的 A356 铝合金浆料的组织 分布较为均匀, 可以满足生产实际的需要. 2.2 浆料的成形温度对流变压铸充填性的影响 浆料的成形温度是指浆料进行压铸成形时的 温度, 本实验对浆料在不同成形温度下的充填性 进行了研究.图 3 是压射比压为 20 MPa , 压射冲 头速度为 0.096m·s -1的实验条件下,浆料的成形 温度对不同厚度试片充填长度的影响. 从图 3 可以看出 ,虽然试片的厚度不同, 但试 片的充填长度随浆料成形温度的变化趋势是一致 的.也就是说 ,随着 A356 铝合金浆料成形温度的 提高 ,试片的充填长度增加 ,成形温度越高 ,充填 长度越长.这是因为成形温度越高 , 浆料的固相 分数越小 ,表观粘度越小, 因此半固态 A356 铝合 金浆料越容易流动, 充填性也就越好. 即使在相同的成形工艺条件下 ,试片厚度的 不同对 A356 铝合金浆料的充填性有明显的影 响.从图 3 可以看出:当 A356 合金浆料的成形温 图 3 成形温度对不同厚度试片充填长度的影响 Fig.3 Effect of the semi-solid slurry temperature of A356 alloy on the filling length of different thickness test pieces 度在 585 ℃时, 10 mm 和 5 mm 厚的试片已经充 满,而 2.5 mm 和 1.25 mm 厚的试片只充填了一 部分;即使将 A356 合金浆料的成形温度提高到 591 ℃, 2.5 mm 和 1.25 mm 厚的试片仍然只有部 分充填.这可能是由于铸件充填过程中模具浇道 设置不合理造成的.对于 10 mm 和 5 mm 厚的试 片而言,其内浇口的厚度也为 10 mm 和 5 mm ,内 浇口面积相对较大 , 充填阻力较小.而对于 2.5 mm 和 1.25 mm 厚的试片而言 ,其内浇口的厚度 分别为 2.5 mm 和 1.25 mm , 内浇口面积相对较 · 646 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 7 期