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半固态流变成形是目前国内外金属半固态成形研究的热点,而半固态浆料的稳定性和流变性研究是流变成型的关键之一。 本论文研究主要内容为半固态浆料在不同温度、不同时间条件下浆料性质的变化情况,半固态浆料的流变性,半固态浆料的定量保温装置的设计三个方面。 半固态浆料的保温试验研究证明,在650℃、640℃、630℃、620℃和610℃等温度恒温保温条件下,随着保温时间的延长,半固态浆料的固相分数变化不大;半固态浆料中的固相颗粒的等效直径逐渐增大,在前15分钟增长较慢,15分钟后增大加快,这是因为随着保温时间的增加,初生Si颗粒粒径分布发生变化,小直径的初生Si颗粒的百分比逐渐减小,而大直径的初生Si颗粒的百分比逐渐升高;固相颗粒的形状的圆整度逐渐变差,在前15分钟形状系数增长较慢,15分钟后有一个突然增大然后又变小的过程。在相同的保温时间内,随着保温温度的增加,半固态浆料的固相分数和初生Si颗粒直径逐渐增大,颗粒形状的圆整度变得越来越差,即浆料的半固态质量越来越差。试验结果为半固态浆料的保温参数选择提供了依据。 半固态浆料的流变性试验表明:连续冷却搅拌时,固相分数越大,合金浆料的瞬态表观粘度越大;增大剪切速率和减小冷却速率均能使合金浆料的瞬态表观粘度降低。等温搅拌时,固相分数越大,开始搅拌时瞬态表观粘度就越大,得到的稳态表观粘度也越大;冷却速度越小,表观粘度越小;合金浆料的稳态表观粘度随搅拌强度的增大有一个变小然后又变大的过程,搅拌强度在14A左右表观粘度最小。根据试验结果,在选择浆料制备和保温工艺参数时,保温温度越高,冷却速度越小,搅拌强度在14A左右时,浆料的流动性越好,充型性能也更佳。 根据半固态流变成形工业生产需要实现半固态浆料的连续和定量供给的要求,本论文设计了一套保温定量系统,可以实现半固态浆料的储存、保温和粗略定量。