汽车、航空、火车及武器装备等的重要发展趋势之一是轻量化,因此轻合金材料——铝合金、镁合金等将被大量采用。半固态成形技术能够显著提高轻合金要部件的性能,被认为是21世纪的绿色、环保的近净成形技术。
金属材料的半凝固成形,或叫半固态流变成形就是对凝固过程中的金属液进行一定的处理,如施加强烈的搅拌或扰动、加入晶粒细化剂、提高凝固速度、改变金属的热状态等,改变初生固相的形核和生长方式,或充分破碎枝晶,得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定数量球状初生固相的固液混合浆料,将这种半固态金属浆料直接成形的方法称为流变成形。
若将这种半固态浆料进行半连续铸造,凝固后获得坯料,再将定量的坯料重新加热至固液相线温度区间来成形的方法称为半熔融成形,或叫半固态触变成形。
以上这两种方法统称为金属的半固态成形技术。金属的半固态加工可结合传统的铸造、挤压、锻压以及铸轧工艺来实现大批量生产,因此应用范围特别广泛。
通过不断发展,金局半固态成形技术在某些发达国家已经进入了工业化生产阶段,特别是在汽车行业,许多半固态金属零件已经取代传统铸造或者锻造零件,这主要是由于半固态成形件的性能优于传统成形工艺生产的零件,或具有更好的性价比。