半固態(tài)
關(guān)注創(chuàng)建者：張大偉 創(chuàng)建時(shí)間：2016-02-18
半固態(tài)的視頻教程
procast教程-VisualMesh8.5 Intermediate_1
基于強(qiáng)大的有限元分析，它能夠預(yù)測(cè)嚴(yán)重畸變和殘余應(yīng)力，并能用于半固態(tài)成形，吹芯工藝，離心鑄造，消失模鑄造、連續(xù)鑄造等特殊工藝。
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procast-VisualMesh8.5 教程及實(shí)例
基于強(qiáng)大的有限元分析，它能夠預(yù)測(cè)嚴(yán)重畸變和殘余應(yīng)力，并能用于半固態(tài)成形，吹芯工藝，離心鑄造，消失模鑄造、連續(xù)鑄造等特殊工藝。
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半固態(tài)的實(shí)例教程
在流動(dòng)過(guò)程中，半固態(tài)金屬呈現(xiàn)出有序、可控的宏觀流動(dòng)狀態(tài)，不同于液態(tài)金屬的混亂、不可控的宏觀流動(dòng)狀態(tài)。利用這一特性，可以使金屬流體按設(shè)計(jì)順序有序充填金屬模具型腔，將型腔空氣推至型腔末端，最后通過(guò)排氣槽排出，避免了型腔氣體的卷入，減少氣孔缺陷，提高鑄件的致密性。
半固態(tài)壓鑄成形還可以有效控制鑄件內(nèi)部縮孔缺陷含量。金屬?gòu)囊簯B(tài)凝固到固態(tài)，需要經(jīng)歷液態(tài)收縮和凝固收縮兩個(gè)體積收縮過(guò)程，從半固態(tài)凝固到固態(tài)，僅需要經(jīng)歷凝固收縮一個(gè)體積收縮過(guò)程。與液態(tài)金屬相比，半固態(tài)金屬在凝固過(guò)程中的體積收縮率較小。在自然凝固的條件下，同等體積的半固態(tài)金屬產(chǎn)生的縮孔體積要比液態(tài)金屬少。
此外，半固態(tài)壓鑄成形還能有效減少鑄件的熱裂傾向。熱裂產(chǎn)生的根源是合金在凝固過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)，消除了枝晶搭接產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)減小合金收縮量，從而減小熱裂的發(fā)生傾向。
優(yōu)質(zhì)的半固態(tài)壓鑄成形件，由于內(nèi)部沒(méi)有氣孔，鑄件可進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚瑥亩蛇M(jìn)一步提升產(chǎn)能，且鑄件具有良好的可焊性。半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)也沿襲了常規(guī)壓鑄成形生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，非常適合大批量零部件的制備。
成熟的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化助力車(chē)輛減重
目前，在歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家，半固態(tài)壓鑄成形件已批量化應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域。例如意大利的Stampal公司使用半固態(tài)壓鑄技術(shù)為Alfa Romeo Spider跑車(chē)制備多連桿汽車(chē)懸架，英國(guó)康明斯渦輪技術(shù)公司采用了半固態(tài)壓鑄成形的渦輪增壓器319s鋁合金葉輪，美國(guó)IDRAPrince公司使用半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)制備了油泵濾清器380鋁合金殼體，泰國(guó)GISSCO公司使用半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)制備了7075鋁合金剎車(chē)卡鉗。在我國(guó)，半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用在汽車(chē)結(jié)構(gòu)件、連接件、支架、剎車(chē)卡鉗，以及對(duì)氣密性有嚴(yán)格要求的電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)用空調(diào)壓縮機(jī)等領(lǐng)域。
展開(kāi) # 一起回顧展會(huì)精彩瞬間 #
FLOW-3D CAST
本屆展會(huì)，F(xiàn)LOW-3D 中國(guó)重點(diǎn)展出 FLOW-3D CAST 一站式一體件與半固態(tài)模流分析解決方案，助力產(chǎn)品設(shè)計(jì)高效、精準(zhǔn)。
展位現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置LED大屏和 FLOW-3D CAST 軟件體驗(yàn)區(qū)。通過(guò)LED大屏分享公司介紹、產(chǎn)品亮點(diǎn)和先進(jìn)的鑄造仿真應(yīng)用案例，直觀展現(xiàn) FLOW-3D CAST 在一體化與半固態(tài)壓鑄中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；展位軟件體驗(yàn)區(qū)直觀呈現(xiàn)最新版用戶界面與先進(jìn)功能。FLOW-3D 工程師與國(guó)內(nèi)外同仁開(kāi)展深度交流，面對(duì)面解答技術(shù)難題。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供了完整的流場(chǎng)和熱力學(xué)場(chǎng)全方位解決方案，特別在一體化壓鑄與半固態(tài)成型方面展現(xiàn)出卓越優(yōu)勢(shì)。FLOW-3D CAST 提供詳細(xì)的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過(guò)程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機(jī)械性能、熱應(yīng)力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
壓鑄模塊集成常規(guī)壓鑄、半固態(tài)壓鑄、擠壓鑄造與應(yīng)力變形分析，構(gòu)建全面靈活的解決方案，助力全球制造業(yè)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量與更高效率的工藝升級(jí)。
精彩瞬間
展開(kāi) 另外，由于電池電壓與鋰離子電池接近，半固態(tài)流體鋰電池能夠展現(xiàn)出遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)液流電池的能量密度。近年來(lái)，Chiang研究組展示了不同鋰離子電池正負(fù)極材料的半固態(tài)流體鋰電池。如在一個(gè)典型的Li COO2-Li4Ti5O12半固態(tài)流體電池中，它的正極活性漿料由體積比為10%的Li4Ti5O12和2%的炭黑組成，負(fù)極漿料由體積比為20%的 LiCoO2和1.5%的炭黑組成。當(dāng)正負(fù)極漿料中的LiCoO2和Li4Ti5O12體積比為40%時(shí)，電池的能量密度可以達(dá)到397 W·h/L。如果用相同體積比的LiCoO2-石墨作為活性物質(zhì)，電池的能量密度能進(jìn)一步提高到615W·h/L。[2]
圖4 半固態(tài)流體電池示意圖
3 結(jié)語(yǔ)
液流電池以其特殊的工作模式，在大規(guī)模儲(chǔ)能方面吸引了越來(lái)越多的關(guān)注，許多液流電池的大型示范系統(tǒng)近年來(lái)在世界各地出現(xiàn)。另一方面，液流電池的研究力度在過(guò)去5年中變得更大，許多新的體系和研究手段不斷被報(bào)道出來(lái)。圖5總結(jié)了近來(lái)研究的各種液流電池體系。從圖5可以看出，大多數(shù)水系液流電池由于電壓的限制，其單個(gè)儲(chǔ)液罐的能量密度一般低于 50 W·h/L。以釩電池為代表的水系液流電池還面臨著成本高和工作溫度區(qū)間窄的缺點(diǎn)，阻礙了這類(lèi)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。而近年來(lái)廣泛研究的非水系液流電池，雖然電池電壓一般高于2V，但由于活性物質(zhì)的溶解度較低，并且缺乏合適的離子導(dǎo)電膜，短期內(nèi)還看不到應(yīng)用前景。半固態(tài)流體電池以懸浮的固體物質(zhì)漿料作為活性材料，具有發(fā)展高能量密度流體電池的潛力，但由于漿料的流動(dòng)性差，有很多工程上的問(wèn)題需要解決?；凇把趸€原靶向反應(yīng)”的液流電池體系結(jié)合了傳統(tǒng)液流電池和半固態(tài)流體電池的優(yōu)點(diǎn)，為發(fā)展高能量密度的液流電池提供了一個(gè)新途徑。這種電池獨(dú)特的工作原理，使得它可應(yīng)用于不同電池體系，從而發(fā)展出更接近實(shí)用的液流電池系統(tǒng)。
展開(kāi) 本文以4000t大型智能半固態(tài)擠壓鑄造機(jī)為研究對(duì)象，其主機(jī)結(jié)構(gòu)為 VV 型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，主要由開(kāi)合模系統(tǒng)、壓射系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等組成。其中壓射系統(tǒng)用于將半固態(tài)漿料壓入型腔，所以，擠壓鑄造機(jī)壓射系統(tǒng)性能的優(yōu)劣對(duì)擠鑄件的質(zhì)量至關(guān)重要，擠壓壓射系統(tǒng)采用全閉環(huán)實(shí)時(shí)控制，可大大提高整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。
本文采用 Amesim 軟件搭建壓射液壓系統(tǒng)仿真模型，對(duì)擠壓鑄造機(jī)壓射液壓系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真分析，直觀地展現(xiàn)了參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，為后續(xù)擠壓鑄造機(jī)壓射控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
1、擠壓鑄造機(jī)壓射液壓系統(tǒng)原理介紹
4000t大型智能半固態(tài)擠壓鑄造機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示。
表 1 擠壓鑄造機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
擠壓鑄造機(jī)壓射液壓系統(tǒng)主要由閥、液壓缸、蓄能器以及壓力油液管路和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，是集液壓和機(jī)電控制于一體的綜合性系統(tǒng)。其中，壓射缸是壓射系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1 所示。
半固態(tài)漿料由料杯向傾斜的壓室 5 內(nèi)注入，擠壓?jiǎn)卧貎A后和模具對(duì)接，壓射頭 6 向上充填半固態(tài)漿料。壓射缸底座增加增壓器 1，以不間斷地向半固態(tài)漿料施加穩(wěn)定高壓，擠壓增壓壓力的大小可達(dá)到50MPa。擠壓鑄造機(jī)的壓射速度和壓力是壓射系統(tǒng)的兩個(gè)重要參數(shù)，壓射速度決定了擠鑄件充型的好壞，而壓力決定了擠鑄件的內(nèi)部質(zhì)量和力學(xué)性能。
因此，要想獲得高質(zhì)量的擠鑄件，必須根據(jù)不同的情況對(duì)這兩個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行合理的控制。擠壓鑄造機(jī)壓射液壓系統(tǒng)的原理圖如圖 2 所示。
展開(kāi) 五、半固態(tài)成形技術(shù)
麻省理工學(xué)院的研究人員在1972年首次提出采用半固態(tài)加工技術(shù)可以得到高性能的鋁合金。20世紀(jì)90年代，半固態(tài)技術(shù)開(kāi)始在汽車(chē)部件上應(yīng)用。目前，美國(guó)AEMP、德國(guó)EFU、意大利StamPal、法國(guó)Pechiney、美國(guó)Alunax工程工業(yè)公司和瑞士Alusuisse公司均已形成相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)規(guī)模，大量用于交通運(yùn)輸和武器裝備零部件的制備。鋁合金半固態(tài)成形件的單件尺寸與質(zhì)量也不斷加大，意大利StamPalSPa和菲亞特公司生產(chǎn)的半固態(tài)鋁合金零件重達(dá)7kg。
我國(guó)目前主要注重半固態(tài)漿料的制備研究，華東理工大學(xué)、上海大學(xué)、東北大學(xué)等高校和研究機(jī)構(gòu)在機(jī)械攪拌和電磁攪拌方面有一定進(jìn)展，所研制的多種牌號(hào)半固態(tài)成形的鋁合金零件，與鑄造鋁合金相比，綜合性能均提高了30%以上。
六、高壓鑄造成型技術(shù)
高壓鋁合金鑄造件的優(yōu)勢(shì)在于其可高效率生產(chǎn)集成設(shè)計(jì)復(fù)雜薄壁構(gòu)件的能力。除動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)殼體構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，奔馳新SL大量應(yīng)用鋁合金高壓鑄造技術(shù)，零部件數(shù)量大大減少。
其中，A柱由兩個(gè)鑄造件構(gòu)成，替代了原來(lái)的13個(gè)構(gòu)件。前懸架固定座整合了7個(gè)構(gòu)件，B柱內(nèi)板整合了11個(gè)構(gòu)件，后縱梁整合了22個(gè)構(gòu)件，前防火墻整合了6個(gè)構(gòu)件?？傮w來(lái)說(shuō)，鋁合金高壓真空鑄造懸架固定座已經(jīng)在國(guó)外得到批量應(yīng)用，達(dá)到了較好的輕量化效果，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有產(chǎn)品化。
七、低（差）壓鑄造成型技術(shù)
低（差）壓鋁合金鑄造件的優(yōu)勢(shì)主要在于獲得較高工藝品質(zhì)的同時(shí)，可以生產(chǎn)一體化設(shè)計(jì)的中空、薄壁、復(fù)雜構(gòu)件。除車(chē)輪和缸蓋外，主要用于汽車(chē)懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)的輕量化構(gòu)件生產(chǎn)，迄今已在國(guó)外高端汽車(chē)的上述系統(tǒng)的鋁合金構(gòu)件生產(chǎn)上得到批量應(yīng)用，達(dá)到了極好的輕量化和提高車(chē)輛駕乘性能的效果。在國(guó)內(nèi)，除車(chē)輪、缸蓋外，底盤(pán)和懸架系統(tǒng)方面的應(yīng)用較少。
展開(kāi) 
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半固態(tài)的最新內(nèi)容
FLOW-3D 中國(guó)攜專(zhuān)為金屬鑄造打造的 FLOW-3D CAST 模流分析軟件亮相，重點(diǎn)展出一體成型件與半固態(tài)模流分析解決方案，與業(yè)界同仁交流鑄造行業(yè)的前沿技術(shù)與應(yīng)用。
、氧化鋁、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等
導(dǎo)熱散熱材料
熱界面材料：導(dǎo)熱矽膠布、薄膜/膠帶、導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱墊/碳纖維導(dǎo)熱墊、聚合物基復(fù)合導(dǎo)熱材料，液態(tài)金屬，導(dǎo)熱灌封膠等
陶瓷基板：氧化鋁 (Al2O3)、氮化鋁 (AlN)、氮化硅(Si3N4 )、氧化鈹 (BeO)；碳化硅 (SiC)、氮化硼 (BN) 等
熱沉材料：金屬/合金(半固態(tài)壓鑄件
2025 FLOW-3D中國(guó)用戶大會(huì)圓滿落幕6個(gè)月前
與此同時(shí)，F(xiàn)LOW-3D 中國(guó)技術(shù)團(tuán)隊(duì)也重點(diǎn)介紹 FLOW-3D CAST 的最新版本功能及其在半固態(tài)成形模擬中的創(chuàng)新應(yīng)用，為行業(yè)客戶帶來(lái)了更加高效、精準(zhǔn)的解決方案。
FLOW-3D亮相2025上海壓鑄展，聚焦一體化與半固態(tài)壓鑄10個(gè)月前
壓鑄模塊集成常規(guī)壓鑄、半固態(tài)壓鑄、擠壓鑄造與應(yīng)力變形分析，構(gòu)建全面靈活的解決方案，助力全球制造業(yè)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量與更高效率的工藝升級(jí)。
精彩瞬間
在激光雷達(dá)方面，支持傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)以及MEMS的固態(tài)（半固態(tài)）激光雷達(dá)仿真，同時(shí)在雷達(dá)回波模式設(shè)置、鬼影模擬、邊緣膨脹、運(yùn)動(dòng)畸變等特性均可實(shí)現(xiàn)模擬。</p><p>在應(yīng)對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題上，VTD除了支持常規(guī)TCP/IP傳輸外，還支持共享內(nèi)存SHM的讀寫(xiě)機(jī)制，極大的提升了數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速率。
在激光雷達(dá)方面，支持傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)以及MEMS的固態(tài)（半固態(tài)）激光雷達(dá)仿真，同時(shí)在雷達(dá)回波模式設(shè)置、鬼影模擬、邊緣膨脹、運(yùn)動(dòng)畸變等特性均可實(shí)現(xiàn)模擬。
在應(yīng)對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題上，VTD除了支持常規(guī)TCP/IP傳輸外，還支持共享內(nèi)存SHM的讀寫(xiě)機(jī)制，極大的提升了數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速率。
（2）新材料：AAU除了內(nèi)部使用TIM、散熱材料及方案外，半固態(tài)壓鑄件具有重量輕和散熱性能好的優(yōu)勢(shì)，吹脹板具有熱傳導(dǎo)效率高、制冷速度快的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合半固態(tài)壓鑄件和吹脹板的散熱器件有望大幅提升5G基站散熱價(jià)值量。
（3）新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：另外廠商在AAU散熱片結(jié)構(gòu)上通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)化整機(jī)體積重量，引入新工藝，在整機(jī)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了輕量化。
目標(biāo)是使粘土粘結(jié)砂具有適應(yīng)造型設(shè)備的性能，由于膨潤(rùn)土膏是半固態(tài)粘性物料，達(dá)到上述目標(biāo)所需的能量很大。如果混砂設(shè)備的功率不高，或混砂時(shí)間不夠，膨潤(rùn)土就不能充分發(fā)揮其粘結(jié)作用，型砂的強(qiáng)度不高，其他性能也不好。如果增加型砂中的水份，使膨潤(rùn)土膏的水份增高、粘度下降，就可以減少涂布膨潤(rùn)土膏所需的能量，即混砂時(shí)間可以縮短。
焊膏（Solder Paste）：焊膏是一種半固態(tài)的混合物，主要由焊錫粉末、活性劑和流變劑組成。焊膏在電子元器件的表面貼裝焊接中廣泛使用。它能夠提供可溶性焊劑，并在加熱后使焊錫熔化并與連接的元器件形成可靠的焊點(diǎn)。焊膏可用于表面貼裝技術(shù)（SMT）和回流焊接過(guò)程中。
無(wú)論是焊粉還是焊膏，在使用時(shí)需要根據(jù)具體的焊接需求和工藝要求進(jìn)行選擇和應(yīng)用。
在油脂工業(yè)中，將液態(tài)油氫化為固態(tài)或半固態(tài)的脂肪，生產(chǎn)人造奶油或肥皂工業(yè)用的硬化油。許多天然食用油具有很大程度的不飽和性，經(jīng)氫化處理后，所形成產(chǎn)品可穩(wěn)定貯存，并能抵抗細(xì)菌生長(zhǎng)，提高油的黏度。
4.用于疾病防治。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣可以有效抑制體內(nèi)的部分活性氧，繼而產(chǎn)生抗氧化效應(yīng)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示出對(duì)多種氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的良好防治作用，并在初步的臨床試驗(yàn)中取得類(lèi)似的防治效果。
