半固態(tài)的案例
半固態(tài)壓鑄成形技術(shù) 為汽車(chē)輕量化開(kāi)“綠色通道”
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) FLOW-3D亮相2025上海壓鑄展，聚焦一體化與半固態(tài)壓鑄
# 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) 學(xué)術(shù)干貨|液流電池原理、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用
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。基于“氧化還原靶向反應(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) 擠壓鑄造機(jī)壓射液壓系統(tǒng)性能仿真分析
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) 
九種最重要的汽車(chē)輕量化先進(jìn)工藝技術(shù)
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。總體來(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) 汽車(chē)輕量化先進(jìn)工藝技術(shù)
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。
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，如圖7所示。
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。
展開(kāi) 汽車(chē)輕量化先進(jìn)工藝技術(shù)
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。
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，如圖7所示。
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。
展開(kāi) 21世紀(jì)的材料成形加工技術(shù)
3 新一代的材料成形加工技術(shù)
制造技術(shù)可分為加工制造和成形制造（以液態(tài)鑄造成形、固態(tài)塑性成形及連接成形等為代表）技術(shù)，其中成形制造不僅賦予零件以形狀，而且決定了零件的組織結(jié)構(gòu)與性能。
3.1 精確成形加工技術(shù)
近年來(lái)出現(xiàn)了很多新的精確成形加工制造技術(shù)。在汽車(chē)工業(yè)中Cosworth鑄造（采用鋯砂砂芯組合并用電磁泵控制澆鑄）、消失模鑄造及壓力鑄造已成為新一代汽車(chē)薄壁、高質(zhì)量鋁合金缸體鑄件的3種主要精確鑄造成形方法。許多國(guó)家預(yù)測(cè)消失模鑄造將成為“明天的鑄造新技術(shù)”。另外，用定向凝固熔模鑄造生產(chǎn)的高溫合金單晶體燃汽輪機(jī)葉片也是精確成形鑄造技術(shù)在航空航天工業(yè)中應(yīng)用的杰出體現(xiàn)。
在轎車(chē)工業(yè)中還有很多材料精確成形新工藝，如用精確鍛造成形技術(shù)生產(chǎn)凸輪軸等零件、液壓脹形技術(shù)、半固態(tài)成形及三維擠壓法等。摩擦壓力焊新技術(shù)近來(lái)也備受人們關(guān)注。
以擠壓鑄造（Squeeze Casting）及半固態(tài)鑄造（Semi-solid Casting）為代表的精確成形技術(shù)由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使零件具有好的表面及內(nèi)部質(zhì)量。半固態(tài)鑄造是一種生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、近凈成形、高品質(zhì)鑄件的材料半固態(tài)加工技術(shù)。圖5為半固態(tài)鑄造鋁合金零件在汽車(chē)上的應(yīng)用。其區(qū)別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是：材料處于半固態(tài)時(shí)在較高壓力（約 200MPa）下充型和凝固。材料在壓力作用下凝固可形成細(xì)小的球狀晶粒組織。半固態(tài)鑄造技術(shù)最早在20世紀(jì)70年代由美國(guó)麻省理工學(xué)院凝固實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)，并在20世紀(jì)90年代中期因汽車(chē)的輕量化得到了快速發(fā)展。
3.2 快速及自由成形加工技術(shù)
隨著全球化及市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度已成為競(jìng)爭(zhēng)的重要手段之一。制造業(yè)要滿足日益變化的用戶需求,制造技術(shù)必須具有較強(qiáng)的靈活性,能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)迎合市場(chǎng)。快速原型制造技術(shù)(Rapid Prototyping)就是在這樣的社會(huì)背景下產(chǎn)生的。
展開(kāi) FLOW-3D CAST模流分析解決方案，亮相2026鑄博會(huì)&壓鑄展&有色展
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。
展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，F(xiàn)LOW-3D 中國(guó)通過(guò)LED大屏分享鑄造仿真應(yīng)用案例，展現(xiàn) FLOW-3D CAST 全鑄造工藝過(guò)程建模、直觀的模具溫度顯示、準(zhǔn)確細(xì)膩的流態(tài)、可靠的應(yīng)力及變形分析等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為鑄造行業(yè)用戶提供完整和全方位的解決方案，有效輔助優(yōu)化工藝和減少缺陷。
FLOW-3D 團(tuán)隊(duì)專(zhuān)業(yè)解析技術(shù)難題與軟件功能，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)演示高效仿真流程，直觀展現(xiàn)工作界面與關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)，并友好洽談合作。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供完整的流場(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)。
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展開(kāi) 固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，離我們還有多遠(yuǎn)？
其次，高成本仍然是所有固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的障礙。全固態(tài)電池的高成本主要由兩個(gè)因素決定：
1）昂貴的原材料，如硫化鋰，其價(jià)格是碳酸鋰的五到十倍；
2）對(duì)純度和制造環(huán)境的高要求導(dǎo)致制造投資高。
目前，所有固態(tài)電池的成本預(yù)計(jì)至少是鋰離子電池的兩倍。氧化物基和硫化物基電解質(zhì)都是易碎的陶瓷材料，對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)大尺寸電解質(zhì)薄膜提出了挑戰(zhàn)。
因此，所有固態(tài)電池大規(guī)模生產(chǎn)的初始階段可能僅限于小規(guī)模，且僅適用于成本敏感度較低的領(lǐng)域。在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)之前，需要更多的時(shí)間和努力。
在全固態(tài)電池開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)之前，作為過(guò)渡方案的半固態(tài)電池得到了廣泛的應(yīng)用。
人們希望它與全固態(tài)電池具有相同的優(yōu)點(diǎn)，但事實(shí)是，半固態(tài)電池不能提高電池的安全性。在大多數(shù)半固態(tài)或混合電池中，固體電解質(zhì)材料只是簡(jiǎn)單地涂覆在隔板或電極表面，而電池仍然含有并依賴(lài)液體電解質(zhì)來(lái)轉(zhuǎn)移鋰離子。這意味著在半固態(tài)電池中無(wú)法避免由液體電解質(zhì)引起的泄漏、熱失控和爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)。
為什么要生產(chǎn)固態(tài)電池？
電動(dòng)車(chē)如果想提高續(xù)航能力，需要增加電池的容量。如何做到呢？要么增加電池的數(shù)量，但這樣即占地方，價(jià)錢(qián)也高。
固態(tài)電池比使用液體電解質(zhì)溶液的鋰離子電池具有更高的能量密度。20%的能量密度增加和更多的充電循環(huán)次數(shù)，成本也將顯著降低。此外，它沒(méi)有爆炸或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，因此不需要為了安全而設(shè)置組件，從而節(jié)省更多空間來(lái)放置更多的活性材料，從而增加電池容量。
而SNe Research認(rèn)為，全固態(tài)電池如果想要提高能量密度，關(guān)鍵在于用鋰金屬負(fù)極代替石墨負(fù)極，而不是電解質(zhì)的材料。這樣一來(lái)，固態(tài)電解質(zhì)反而存在劣勢(shì)，因?yàn)?em>固態(tài)電解質(zhì)本身比液態(tài)電解質(zhì)及隔膜厚數(shù)倍，勢(shì)必對(duì)電池能量密度造成負(fù)面影響。因此如果能夠應(yīng)用鋰金屬負(fù)極，才是決定電池能量密度的關(guān)鍵。
展開(kāi) 從原理到成型，熔模鑄造工藝全解析，這些鑄件更適合熔模鑄造
（2）模料性能的基本要求
熱物理性能：合適的熔化溫度和凝固區(qū)間、較小的熱膨脹和收縮、較高的耐熱性（軟化點(diǎn)）和模料在液態(tài)時(shí)應(yīng)無(wú)析出物，固態(tài)時(shí)無(wú)相變；
力學(xué)性能：主要有強(qiáng)度、硬度、塑性、柔韌性等；
工藝性能：主要有粘度（或流動(dòng)性）、灰分、涂掛性等。
三、制模工藝
按照模料的規(guī)定成分和配比，將各種原料熔融成液態(tài)，混合并攪拌均勻，濾去雜質(zhì)澆制成糊狀模料，即可以壓制熔模。壓制熔模普遍采用壓制成型的辦法。該方法允許使用液態(tài)、半液態(tài)以及固態(tài)、半固態(tài)模料。液態(tài)和半液態(tài)模料在低的壓力下壓制成型，稱(chēng)為壓注成型；半固態(tài)或固態(tài)模料在高的壓力下壓制成型，稱(chēng)為擠壓成型。無(wú)論是壓注成型還是擠壓成型，都必須考慮充填和凝固時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。
（1）壓注成型
壓注成型的注蠟溫度多在熔點(diǎn)以下，此時(shí)模料是液、固兩相共存的漿狀或糊狀。呈漿狀的模料中，液相量顯著超過(guò)固相量，所以仍保留著液體的流動(dòng)性。在這種狀態(tài)下壓注，熔模表面具有較低的粗糙度，而且不易出現(xiàn)由于紊流、飛濺帶來(lái)的表面缺陷。糊狀模料的溫度比漿狀模料更低，已失去流動(dòng)性，雖少有表面缺陷，但卻具有較高的表面粗糙度。
模料壓注成型時(shí)，在保證良好充填情況下應(yīng)盡量采用最低的模料溫度和壓型工作溫度。壓力的選擇并不是越大越好，雖然壓力大熔模收縮率小，但壓力和壓注速度過(guò)大，會(huì)使熔模表面不光滑，產(chǎn)生“鼓泡”(熔模表皮下氣泡膨脹)，同時(shí)，使模料飛濺出現(xiàn)冷隔缺陷。在制模過(guò)程中，為了避免模料粘附壓型，提高熔模表面光潔度，應(yīng)使用分型劑，特別是對(duì)于松香基模料。
（2）擠壓成型
擠壓成型把在低溫塑性狀態(tài)下的模料擠壓入型腔，在高壓下成型，以減少和防止熔模收縮。
展開(kāi) 
2025 FLOW-3D中國(guó)用戶大會(huì)圓滿落幕
評(píng)委：FLOW-3D China 顧問(wèn) 邱家麟博士
獲獎(jiǎng)?wù)撸核拷煌ㄟ\(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院 高昂博士
【11月7日】黑色鑄造和有色鑄造（含一體化結(jié)構(gòu)件和鎂合金半固態(tài)）
開(kāi)幕致辭
Vice President of Flow Science, Inc.
Mr. Thomas S. Jensen
嘉賓致辭
中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)壓鑄分會(huì)專(zhuān)職副秘書(shū)長(zhǎng) 錢(qián)明先生致辭
上海交通大學(xué) 劉泓副教授
代 上海交通大學(xué)特聘教授、輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心常務(wù)副主任彭立明教授致辭
技術(shù)報(bào)告
在本屆大會(huì)上，多家用戶企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家深入分享 FLOW-3D CAST 在黑色金屬鑄造與有色金屬鑄造領(lǐng)域的前沿技術(shù)成果與最新應(yīng)用案例，充分展示該軟件在提升鑄造工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制方面的強(qiáng)大能力。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。
展開(kāi) 【論文介紹】一種細(xì)化AZ31鎂合金的固液兩相區(qū)復(fù)合擠壓工藝
針對(duì)以上情況，基于“縮短流程，工藝耦合”的想法，將傳統(tǒng)等通道轉(zhuǎn)角工藝與半固態(tài)成形技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一套新型半固態(tài)擠壓剪切復(fù)合成形工藝，從而達(dá)到高效，經(jīng)濟(jì)的制備組織細(xì)小均勻鎂合金的目的。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
提出全新的半固態(tài)擠壓剪切復(fù)合成形工藝，獲得了晶粒細(xì)化、織構(gòu)弱化、組織均勻化的AZ31鎂合金擠壓組織，為探究鎂合金材料的加工工藝和改善相應(yīng)組織性能提供了新思路。
通過(guò)有限元數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究，制定了合理的工藝參數(shù)和成形方案，并探究了半固態(tài)復(fù)合成形工藝擠壓過(guò)程的組織演變規(guī)律。
熔模鑄造知識(shí)匯總：熔模鑄造原理、工藝流程分析，常見(jiàn)缺陷解決辦法
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模料性能的基本要求
熱物理性能：合適的熔化溫度和凝固區(qū)間、較小的熱膨脹和收縮、較高的耐熱性（軟化點(diǎn)）和模料在液態(tài)時(shí)應(yīng)無(wú)析出物，固態(tài)時(shí)無(wú)相變；
力學(xué)性能：主要有強(qiáng)度、硬度、塑性、柔韌性等；
工藝性能：主要有粘度（或流動(dòng)性）、灰分、涂掛性等。
三
制模工藝
按照模料的規(guī)定成分和配比，將各種原料熔融成液態(tài)，混合并攪拌均勻，濾去雜質(zhì)澆制成糊狀模料，即可以壓制熔模。壓制熔模普遍采用壓制成型的辦法。該方法允許使用液態(tài)、半液態(tài)以及固態(tài)、半固態(tài)模料。液態(tài)和半液態(tài)模料在低的壓力下壓制成型，稱(chēng)為壓注成型；半固態(tài)或固態(tài)模料在高的壓力下壓制成型，稱(chēng)為擠壓成型。無(wú)論是壓注成型還是擠壓成型，都必須考慮充填和凝固時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。
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壓注成型
壓注成型的注蠟溫度多在熔點(diǎn)以下，此時(shí)模料是液、固兩相共存的漿狀或糊狀。呈漿狀的模料中，液相量顯著超過(guò)固相量，所以仍保留著液體的流動(dòng)性。在這種狀態(tài)下壓注，熔模表面具有較低的粗糙度，而且不易出現(xiàn)由于紊流、飛濺帶來(lái)的表面缺陷。
展開(kāi) 機(jī)械知識(shí)：鑄、鍛、焊、軋、機(jī)加工及3D打印——各種金屬材料最全的成形工藝介紹
生產(chǎn)適用范圍：
粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等。
▌ 金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡(jiǎn)稱(chēng)。是將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成形所需要的形狀。
MIM工藝流程：
MIM流程分為四個(gè)獨(dú)特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結(jié)）來(lái)實(shí)現(xiàn)零部件的生產(chǎn)，針對(duì)產(chǎn)品特性決定是否需要進(jìn)行表面處理。
技術(shù)特點(diǎn)：
1、一次成型負(fù)責(zé)零件；
2、制件表面質(zhì)量好、廢品率低、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；
3、對(duì)模具材料要求低。
技術(shù)核心：
粘接劑是MIM技術(shù)的核心只有加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強(qiáng)流動(dòng)性以適合注射成型和維持坯塊的基本形狀。
▌ 金屬半固態(tài)成型
半固態(tài)成型：利用非枝晶半固態(tài)金屬（Semi-SolidMetals，簡(jiǎn)稱(chēng)SSM）獨(dú)有的流變性和攪熔性來(lái)控制鑄件的質(zhì)量。
半固態(tài)成型可分為流變成型和觸變成型。
(1)流變成型（Rheoforming）
Rheo casting process
(2)觸變成型（Thixoforming）
技術(shù)特點(diǎn)：
1、減少液態(tài)成型缺陷，顯著提高質(zhì)量和可靠性；
2、成型溫度比全液態(tài)成型溫度低，大大減少對(duì)模具的熱沖擊；
3、能制造常規(guī)液態(tài)成型方法不可能制造的合金；
應(yīng)用：
目前已成功用于主缸、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零件、搖臂、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、輪轂、傳動(dòng)系統(tǒng)零件、燃油系統(tǒng)零件和空調(diào)零件等制造等航空、電子以及消費(fèi)品等方面。
展開(kāi) 