钢铁材料及有色合金构件的多段半固态成形工艺研究

汤京军1，庞佳丽2，潘成海3，唐艳4，陈颖4，李茜4，孟毅2 （1. 江南工业集团有限公司；2. 重庆大学；3. 重庆大江杰信锻造有限公司；4. 中国兵器工业第五九研究所）

摘要：目的 为了有效抑制半固态成形过程中的液相偏析，改善半固态成形构件微观组织和力学性能的均匀性。方法 提出了包括多段流变成形和多段触变成形在内的多段半固态成形工艺。多段半固态成形工艺均由半固态坯/浆料制备、预成形、控温冷却和终成形4 个阶段组成，分别在热模拟试验机和机械伺服压机上开展了SKD11 工具钢和6061 铝合金的半固态触变成形和半固态流变成形试验。结果 在初成形阶段，具有较高液相分数的半固态坯/浆料以较高的应变速率初步充填型腔，限制了液相外流的时间和空间；在控温冷却阶段，半固态坯/浆料的液相分数因部分凝固而降低；在终成形阶段，具有较低液相分数的半固态坯/浆料以较低的应变速率完成型腔的充填，由于固相晶粒在此阶段发生塑性变形而提高了成形构件的力学性能。结论 获得了组织均匀性较好的钢铁材料和有色合金构件，验证了多段半固态成形工艺的可行性。

关键词：半固态成形；液相偏析；多段成形；触变成形；流变成形