半固态压铸（Semi-Solid Die Casting, SSDC）是一种介于液态铸造和固态锻造之间的先进成形工艺，特别适合镁合金这类低熔点、易氧化的轻质材料。以下是该技术的全面解析：
1. 技术原理
半固态浆料制备：
将镁合金加热至固-液两相区（通常为液相线温度以下10~50°C，镁合金约420~580°C），通过搅拌或控温获得含30%~60%固相颗粒的均匀浆料。
关键方法：
机械/电磁搅拌：破碎枝晶，形成球状晶粒（如Thixomolding工艺）。
化学/触变铸造：利用晶粒细化剂（如Ca、Sr）或预凝固再加热（如Rheocasting）。
成形过程：
半固态浆料在高压（50~150MPa）下高速充填模具，兼具流动性好和收缩率低的特性。
2. 核心优势
| 特性 |
半固态压铸 vs 传统压铸 |
| 成形缺陷 |
气孔率降低50%以上，无热裂倾向 |
| 力学性能 |
抗拉强度提升20%~30%，延伸率提高 |
| 尺寸精度 |
公差可达CT6级，减少后续加工 |
| 模具寿命 |
因温度较低，模具磨损减少30% |
| 材料利用率 |
近净成形，废料率<5% |
3. 关键技术难点
浆料质量控制：
需精确控制温度场和剪切速率，避免固相偏析（如采用螺旋式搅拌器或超声辅助）。
模具设计：
流道需适应高粘度浆料，常用多级增压系统防止冷隔。
氧化防护：
镁合金在高温下易氧化，需采用SF₆+CO₂混合气体保护或真空环境。
4. 典型应用案例
汽车结构件：
奔驰7G-Tronic变速箱壳体（减重25%）。
比亚迪e平台3.0的电机端盖（抗拉强度≥240MPa）。
3C电子：
笔记本电脑外壳（如MacBook的AZ91D镁合金框架）。
5. 最新技术进展
数字化控制：
基于AI的实时温度-粘度反馈系统（如德国Frech的Smart Cast 4.0）。
复合工艺：
半固态+挤压铸造（如日本UBE的Hybrid Rheocasting）。
低成本化：
废镁直接再生制备半固态浆料（中国上海交大研发的ReMg工艺）。
6. 未来发展方向
大型一体化部件：
针对电动车电池托盘（目标尺寸>1500mm，壁厚<3mm）。
高强耐热合金：
开发含稀土（如WE54）或纳米陶瓷颗粒（SiCp/AZ91）的专用材料。
绿色制造：
替代SF₆的环保保护气体（如HFC-134a或干冰喷雾）。
总结
镁合金半固态压铸通过独特的“固-液混合”特性，显著提升了制件的性能和良率，已成为汽车轻量化的关键技术之一。随着装备智能化和材料体系的升级，其应用将从中小件逐步扩展至大型承载结构件，成为镁合金规模化应用的核心工艺。
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