半固態(tài)金屬成形技術(shù)綜合了傳統(tǒng)鑄造和鍛造工藝的優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)材料加工成形領(lǐng)域的新興技術(shù)。半固態(tài)金屬成形工藝的主要特點(diǎn)就是金屬材料在成形如鍛造、壓鑄和砂型鑄造過(guò)程中，晶粒形態(tài)以球狀生長(zhǎng)，而不是傳統(tǒng)成形工藝中的枝晶生長(zhǎng)。球狀晶的存在使合金在液固兩相區(qū)溫度下具有觸變性能，即在外力作用下，固相分?jǐn)?shù)很高的合金漿料仍具有一定的流動(dòng)性，因此能夠壓鑄、擠壓及模鍛成形，這種工藝成型具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如近終成形、降低氣孔率和提高成品力學(xué)性能、模具使用壽命以及生產(chǎn)效率等。晶體游離是金屬凝固過(guò)程的重要現(xiàn)象，對(duì)等軸晶狀半固態(tài)組織的形成具有重要意義。目前，有過(guò)冷熔體的非均質(zhì)形核直接產(chǎn)生游離晶粒以及型壁晶粒脫落、枝晶熔斷等法產(chǎn)生游離晶粒，對(duì)合金熔體斜坡流動(dòng)過(guò)程中施加振動(dòng)可改善合金凝固組織形態(tài)。本文以A356合金為例，采用振動(dòng)斜坡澆注技術(shù)改變合金凝固結(jié)晶前的流動(dòng)狀態(tài)，研究了斜坡長(zhǎng)度和振動(dòng)電壓對(duì)A356合金凝固組織形貌的影響。

以鋁錠(雜質(zhì)質(zhì)量含量小于0.1%)和AZ91D為原料，在SG2-4-10型4kW電阻爐內(nèi)熔煉合金，獲得A356合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：7.0Si、0.4Mg、其余為Al。合金的凝固溫度為577～614℃。先將純鋁錠放入SX2-4-10型箱式電阻爐中熔煉，再將鋁錠在坩堝中加熱到740℃熔化保溫，將干燥的Si和Mg用鋁鉑紙包好后加入鋁液中完全熔解、凈化、除渣，然后將合金澆入到不銹鋼石墨模中。將不銹鋼石墨模移到管式電阻爐中640℃恒溫10min后分別進(jìn)行：在斜坡長(zhǎng)度為0、5、15和25cm下和振動(dòng)電壓為40、60和80V下澆注，澆注模具為銅模。模具溫度為室溫，澆注合金冷卻到室溫后在相同位置取樣分析測(cè)試。

在一定范圍內(nèi)，澆注斜坡長(zhǎng)度越長(zhǎng)，合金晶粒數(shù)量越多、越細(xì)小，形態(tài)更圓整和晶粒二維尺寸更均勻。斜坡澆注過(guò)程中施加振動(dòng)可明顯改善合金的組織形貌，合金的晶粒數(shù)量增加、尺寸變小和組織球化。流動(dòng)斜坡長(zhǎng)度過(guò)小和振動(dòng)電壓過(guò)高會(huì)造成合金組織不理想。采用60V振動(dòng)電壓和25cm斜坡長(zhǎng)度銅模水冷澆注組織為細(xì)小近球狀等軸晶半固態(tài)組織，晶粒平均等積圓直徑為26.5μm，晶粒形狀因子為0.8。

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