L'essentiel du procédé de thixoformage : une analyse approfondie du contrôle des fractions solides et des suspensions

Matériau phare dans les secteurs de l'allègement automobile et des produits 3C, la technologie de formage des alliages de magnésium est en constante évolution. Alors que les alliages conventionnelsmoulage sous pression en magnésiumest largement utilisé, un processus avancé connu sous le nom deMoulage de métal semi-solide (SSM)offre une alternative supérieure pour la production de composants à haute intégrité.Thixoformage, une technologie SSM de premier plan, excelle dans la réduction desDéfauts de moulage sous pressionen combinant la fluidité du moulage liquide avec la précision du formage à l'état solide.

Cependant, ce procédé de pointe est également connu pour ses exigences de contrôle élevées et sa fenêtre de traitement notoirement étroite. Cet article propose une analyse approfondie de l'étape la plus critique.Thixoformage: la préparation et le contrôle qualité de la suspension semi-solide.

I. Le Slurry : l'âme du thixoformage

Contrairement au moulage traditionnel qui utilise du métal entièrement fondu, le succès deThixoformageLa qualité de la suspension semi-solide dépend presque entièrement de sa qualité. Une suspension idéale est un mélange unique de fines particules sphériques en phase solide, uniformément suspendues dans une matrice en phase liquide. Le contrôle précis de cette suspension est l'aspect le plus important de tout le procédé.

1. Le paramètre clé : l'équilibre de précision du contrôle des fractions solides

La fraction solide, soit le pourcentage volumétrique de métal solide dans la boue, est le paramètre de procédé le plus critique. Elle influence directement le comportement d'écoulement de la boue et les caractéristiques du produit final. MaîtriserContrôle des fractions solidesest un exercice d’équilibre délicat.

• --Faible fraction solide (température plus élevée) :Lorsque la fraction solide est faible, la barbotine se comporte davantage comme un liquide. Cette fluidité élevée est avantageuse pour le remplissage des sections à parois minces, réduisant significativement la porosité et augmentant l'allongement de la pièce. Cependant, si la fraction solide est trop faible, la barbotine perd sa structure semi-solide. Cela peut entraîner des turbulences lors du remplissage et conduire à un état liquide.Défauts de moulage sous pressioncomme la porosité de retrait, que le procédé est censé éviter.

• --Fraction solide élevée (température plus basse) :Une fraction solide plus élevée rend la barbotine plus visqueuse et augmente sa résistance au cisaillement, ce qui entrave l'écoulement. Si cela contribue à prévenir la porosité de retrait interne dans les composants à parois épaisses, cela complique le remplissage du moule, augmentant ainsi le risque de défauts tels que des fermetures à froid ou des injections incomplètes. Cela augmente également la charge de la machine, ce qui peut entraîner une instabilité du procédé.

Par conséquent, la fraction solide optimale n'est pas une valeur fixe. Elle doit être soigneusement déterminée et validée lors du développement initial du procédé, en fonction de l'épaisseur de paroi de la pièce, de sa complexité structurelle, de son poids et des exigences de performance finale.

2. La pierre angulaire de la qualité : une grande homogénéité de la suspension

Au-delà de la fraction solide, l'uniformité de la structure interne de la barbotine est primordiale. Cela inclut la taille et la répartition uniformes des particules de la phase solide, ainsi que l'homogénéité de la composition chimique. Ceci est généralement obtenu par des méthodes telles que l'agitation électromagnétique, le cisaillement mécanique ou l'ajout d'agents de raffinage du grain (par exemple, Ca, Sr). Une barbotine homogène assure une répartition uniforme de la phase primaire α-Mg et empêche la ségrégation des phases secondaires (comme Mg₁₇Al₁₂). Toute non-uniformité entraînera directement des réductions significatives des propriétés mécaniques locales, telles que la résistance, la ténacité et la résistance à la fatigue, créant ainsi des points faibles dans la pièce finale.

II. Défis et causes profondes : pourquoi la fenêtre de processus est-elle si étroite ?

Les défis deThixoformagedécoulent de quelques facteurs fondamentaux :

• --L'épée à double tranchant de la fraction solide :Comme indiqué précédemment, la plage de fluctuation acceptable pour la fraction solide est extrêmement faible. Tout écart par rapport à cette plage optimale entraîne directement des défauts, ce qui impose des exigences considérables en termes de précision et de stabilité du contrôle de la température de l'équipement.

• --Propriétés inhérentes au magnésium :La conductivité thermique élevée et la faible chaleur latente de fusion du magnésium entraînent une perte de température très rapide de la suspension semi-solide lors de l'injection. Il est donc extrêmement difficile de maintenir l'état idéal de la suspension tout au long du processus de remplissage, et la moindre irrégularité peut entraîner des défauts de ségrégation. Cette sensibilité constitue un défi majeur par rapport aux procédés traditionnels.moulage sous pression en magnésium.

• --Sensibilité à l'inhomogénéité :Toute non-uniformité (thermique ou compositionnelle) dans la suspension pendant la préparation sera répercutée dans la pièce finale en raison de la solidification rapide, sans possibilité de correction.

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Conclusion

En résumé, l'essence du MagnésiumThixoformageLe processus repose sur un contrôle extrême de l'état de la suspension semi-solide. Maîtriser avec succès l'équilibreContrôle des fractions solideset assurer une homogénéité élevée de la boue sont les clés pour libérer le potentiel de cette technologie avancée pour produire des composants de qualité supérieure et de haute performance.

Cet article a principalement analysé l'étape la plus critique de préparation de la barbotine. Cependant, un moulage par injection réussi exige également un contrôle tout aussi précis des paramètres ultérieurs, tels que le procédé d'injection et la température du moule.Dans les prochaines mises à jour, nous poursuivrons notre exploration approfondie des points de processus pour ces étapes. Restez connectés.