近日,国际著名杂志《Materials and Design》2020年10月即将出版第195卷在线发表“Semisolid rheoforming of magnesium alloys: A review”(https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020. 108990)综述文章,对公司李元东教授团队提出的镁合金半固态制浆技术----“自孕育法”进行了全面评述。
自孕育法(SIM)是李元东教授团队在二十多年研究金属半固态成形过程,经过深入思考,从凝固理论出发,控制凝固过程中的热力学条件和动态结晶,提出的一种新的半固态制浆技术。
自孕育法技术原理图
自孕育法的过程包括三个主要阶段。首先,准备合金熔体并将其调整到所需的温度。其次,将自孕育剂加入合金熔体中,快速搅拌。为避免污染料浆成分,自孕育剂通常是与合金熔体成分相同的金属颗粒或金属块。最后,将混合的熔体倒入带有多流混合冷却通道的流体导流器中。
在搅拌过程中,由于固体合金和液体合金的温度和表面性质不同,在合金熔体中混合后立即会形成大量的晶核,称为初次孕育。当熔体通过多流混合冷却通道时,冷却和对流促进了晶粒的增殖,进一步增强了自孕育效应,即二次孕育。当两种不同物理性能的合金首次混合时,SIM过程充分发挥了混合合金熔体的初始形核作用。在整个工艺过程中,浇注温度、自孕育剂的大小和数量、多流混合冷却通道的参数都会影响制备的料浆质量。
从本质上说,SIM过程是热力学晶粒细化和动态结晶的结合。其目的是通过控制浇注过程中的冷却和流动,使熔体中的晶粒成倍增加,从而为获得优异的晶粒细化效果提供条件。从技术角度来看,SIM最突出的特点是不需要复杂的设备,可以实现连铸,对合金熔体没有污染,生产效率高,成本低,对各类合金的应用前景广阔。
综述文章引用了李元东教授团队发表的系列文章,认为:“该技术促进熔体在凝固初期大量成核,是一种有效的半固态制浆方法。”