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AZ63镁合金半固态成形性的评价及半固态组织的调控
摘要：
AZ63镁合金是一种重要的材料，具有良好的强度、刚度、耐腐蚀性和轻质化等特性。半固态成形技术是一种在固态和液态之间的加工方式，具有低成本、高效率和能够获得高性能复杂零件等优点。本文以AZ63镁合金为研究对象，对其半固态成形性能进行评价，并探究半固态组织的调控方法。
关键词：AZ63镁合金；半固态成形；组织调控。
Abstract：
AZ63magnesiumalloyisanimportantmaterialwithgoodstrength,stiffness,corrosionresistanceandlightweightproperties.Semi-solidformingtechnologyisaprocessingmethodbetweensolidandliquid,whichhastheadvantagesoflowcost,highefficiencyandtheabilitytoobtainhigh-performancecomplexparts.Inthispaper,weevaluatedthesemi-solidformingperformanceofAZ63magnesiumalloyandexploredthemethodsofsemi-solidmicrostructurecontrol.
Keywords:AZ63magnesiumalloy;Semi-solidforming;Microstructurecontrol.
1.引言
随着现代工业的发展，轻量化、高性能以及低碳环保已成为材料发展的趋势。因此，镁合金作为轻质、高强材料备受关注。AZ63镁合金是一种重要的镁合金，具有良好的成形性能和力学性能，因此在航空航天、汽车、电子设备等领域得到广泛应用。
半固态成形技术是近年来发展起来的一种新型加工技术。该技术利用金属的半固态态段来制备具有优越性能的零件。与传统工艺相比，半固态成形技术具有成本低、能耗少、成型效率高、加工复杂性强、能形成无缺陷组织等优点。因此，半固态成形技术是一种具有潜力的技术。
本文以AZ63镁合金为研究对象，系统评价了其半固态成形性能，阐述了半固态成形技术的基本原理及其在AZ63镁合金成形中的应用。此外，研究了半固态组织的调控方法，对提高AZ63镁合金的成形性能和力学性能具有重要意义。
2.半固态成形技术
半固态成形技术是一种在固态和液态之间状态下进行加工的技术。其基本原理是在合适的温度下使金属合金的微观结构处于一定的固液两相复合状态，即部分固态。此时的材料具有较低的粘度、高度的流动性和较高的变形能力。半固态成形技术利用这一特性，通过控制流变性，在实现复杂零件制造的同时，还能获得高质量的零件。
半固态成形技术可分为两种基本方式：一种是半固态挤压成形技术，另一种是半固态注射成形技术。
2.1半固态挤压成形技术
半固态挤压成形技术是将金属合金在半固态条件下挤压成型的方法。半固态挤压成形技术有多种形式，包括等温挤压、等压挤压和锻压挤压等。其中等压挤压是最为常用的方式，通过压缩扁平的半固态合金柱，其形状和截面积可以通过模具加以控制。
2.2半固态注射成形技术
半固态注射成形技术是将金属合金在半固态条件下通过模具的喷嘴喷出而形成的。该技术可以制备复杂的零件且易于实现自动化生产工艺，成形精度高。半固态注射成形技术通常包括热室注射、冷室注射和半热室注射三种。
3.AZ63镁合金半固态成形性能
3.1AZ63镁合金的基本性能
AZ63镁合金是一种镁锰系合金，具有较高的强度、硬度、轻量化和良好的耐腐蚀性。
表1AZ63镁合金的基本性能
3.2AZ63镁合金的半固态成形性能
由于AZ63镁合金的半固态成形性良好，因此被广泛应用于制造高性能复杂零件。目前，已经使用半固态成形技术制备了AZ63镁合金的复杂零部件，如车轮、薄壳等。
通过半固态挤压成形技术制备的AZ63镁合金零件可以达到理想的形态和几何尺寸，且表面质量较好。
通过半固态注射成形技术制备的AZ63镁合金零部件具有高的成形率和良好的表面质量。
表2AZ63镁合金半固态成形技术的成功案例
3.3AZ63镁合金的半固态成形参数
半固态成形参数是制备高质量零部件的关键之一。制备高质量零部件需要进行合适的半固态成形参数选择。该参数选择主要包括温度、保温时间、应变率等。
半固态挤压成形时，应当确保材料处于适当的半固态状态。一般来说，保持材料温度在0.6~0.8Tm之间能够更好地控制半固态行为。同时，保温时间也是一个重要的因素，保持一定时间，可以保持材料粘度的稳定性，使其容易加工。
半固态注射成形时的温度选择较为关键。温度过高时，合金变得过于流动，形态特性容易失控；温度过低时则会导致合金流动性