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铸造合金的流变性能研究


    半固态金属铸造是在业态金属凝固过程中,对其进行强烈搅拌(可以采用机械、电磁或其他方式)形成非枝晶的半固态浆料,利用压铸、挤压等方式将这种流变浆料制成坯料或铸件的工艺。流变性能直接影响到半固态金属铸造最终产品的组织和性能。

     表观黏度是表征半固态金属的流变性能的重要参数,通常采用CoulteSearle同轴圆筒式粘度计或平板式粘度计测定。合金的表观黏度直接影响半固态浆料在压铸、射铸等工艺过程中饿输送效率,浆料的表观黏度越高,浆料的输送就越困难,在铸型中的充型阻力越大、成形所需的压铸力或压射力越大,因此表观黏度可用于判断和调整半固态铸造中金属浆料的固相率,以及调整设备工艺参数。合金的表观黏度主要由合金的固相率决定,而固相率又由温度决定,因此需要研究半固态浆料表观黏度和温度的关系(图1);压铸和挤压是半固态浆料在压力作用下的变形过程,因此热模拟采用压缩试验绘制力-位移曲线;由于表观黏度与剪切速度有关(图2),在热模拟压缩试验中采用压缩试验的变形速率体现剪切速度。采用近似平板黏度计,依据力-位移曲线即可计算出表观黏度。计算公式为:


 

式中:为表观黏度,V为试样体积,ε为压缩过程中的应变速率,为试样压缩后的高度,为压力。

 

                                           

1  AZ91DMB15镁合金表观黏度随温度(固相率)和保温时间的变化

  

2  表观黏度随切变速率的变化

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