自孕育法制备AZ61镁合金组织的凝固过程研究

摘要

半固态浆料或坯料的制备是半固态成形技术的关键环节，这就要求浆料或坯料中具有完整球形或近球形的初生固相颗粒。本文采用了一种能够高效制备优质半固态浆料/坯料的工艺方法，即液-液混合的自孕育法(Self-InoculationMethod，简称SIM法)。从形核和晶核生长两方面入手，深入研究了合金熔体凝固过程中非枝晶组织的形成机理；并对比分析了其他工艺方法(传统铸造、倾斜板法及液-液混合直接浇注的方法)，系统的研究了工艺参数(自孕育法中液-液混合、熔体处理温度、导流器角度)对AZ61镁合金半固态组织的影响规律。实验结果表明：
　　 1.熔体处理温度、导流器角度很大程度上决定半固态浆料的优劣，制备AZ61变形镁合金的导流器角度有效范围是30°-45°，熔体处理温度有效范围是635℃-695℃，制备的浆料出生相颗粒平均晶粒尺寸在48μm-52μm之间；
　　 2.制备AZ61变形镁合金非枝晶组织SIM法的可操作温度区间约为60℃，制备后的浆料有较好的流动性，有利于备高性能结构复杂的零部件；
　　 3.采用熔体混合的SIM工艺，合金熔体在浇注前就引入了强烈的紊流作用，通过低过热浇注、导流器壁的局部激冷、冲刷和合金熔体在导流器出口处的汇合混合综合作用下，最大限度的增大了异质形核，促进初生相细化。