半固態(tài)壓鑄（Semi-Solid Die Casting, SSDC）是一種介于液態(tài)鑄造和固態(tài)鍛造之間的先進成形工藝，特別適合鎂合金這類低熔點、易氧化的輕質(zhì)材料。以下是該技術的全面解析：
1. 技術原理
半固態(tài)漿料制備：
將鎂合金加熱至固-液兩相區(qū)（通常為液相線溫度以下10~50°C，鎂合金約420~580°C），通過攪拌或控溫獲得含30%~60%固相顆粒的均勻漿料。
關鍵方法：
機械/電磁攪拌：破碎枝晶，形成球狀晶粒（如Thixomolding工藝）。
化學/觸變鑄造：利用晶粒細化劑（如Ca、Sr）或預凝固再加熱（如Rheocasting）。
成形過程：
半固態(tài)漿料在高壓（50~150MPa）下高速充填模具，兼具流動性好和收縮率低的特性。
2. 核心優(yōu)勢
| 特性 |
半固態(tài)壓鑄 vs 傳統(tǒng)壓鑄 |
| 成形缺陷 |
氣孔率降低50%以上，無熱裂傾向 |
| 力學性能 |
抗拉強度提升20%~30%，延伸率提高 |
| 尺寸精度 |
公差可達CT6級，減少后續(xù)加工 |
| 模具壽命 |
因溫度較低，模具磨損減少30% |
| 材料利用率 |
近凈成形，廢料率<5% |
3. 關鍵技術難點
漿料質(zhì)量控制：
需精確控制溫度場和剪切速率，避免固相偏析（如采用螺旋式攪拌器或超聲輔助）。
模具設計：
流道需適應高粘度漿料，常用多級增壓系統(tǒng)防止冷隔。
氧化防護：
鎂合金在高溫下易氧化，需采用SF?+CO?混合氣體保護或真空環(huán)境。
4. 典型應用案例
汽車結構件：
奔馳7G-Tronic變速箱殼體（減重25%）。
比亞迪e平臺3.0的電機端蓋（抗拉強度≥240MPa）。
3C電子：
筆記本電腦外殼（如MacBook的AZ91D鎂合金框架）。
5. 最新技術進展
數(shù)字化控制：
基于AI的實時溫度-粘度反饋系統(tǒng)（如德國Frech的Smart Cast 4.0）。
復合工藝：
半固態(tài)+擠壓鑄造（如日本UBE的Hybrid Rheocasting）。
低成本化：
廢鎂直接再生制備半固態(tài)漿料（中國上海交大研發(fā)的ReMg工藝）。
6. 未來發(fā)展方向
大型一體化部件：
針對電動車電池托盤（目標尺寸>1500mm，壁厚<3mm）。
高強耐熱合金：
開發(fā)含稀土（如WE54）或納米陶瓷顆粒（SiCp/AZ91）的專用材料。
綠色制造：
替代SF?的環(huán)保保護氣體（如HFC-134a或干冰噴霧）。
總結
鎂合金半固態(tài)壓鑄通過獨特的“固-液混合”特性，顯著提升了制件的性能和良率，已成為汽車輕量化的關鍵技術之一。隨著裝備智能化和材料體系的升級，其應用將從中小件逐步擴展至大型承載結構件，成為鎂合金規(guī)模化應用的核心工藝。
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