[01565328]连续流变扩展挤压短流程制备高性能金属材料

科学技术领域：该技术涉及高性能金属短流程制备与加工技术，属冶金领域国际前沿技术。主要内容：自主研发了连续流变扩展挤压短流程制备高性能金属材料的技术，既解决了金属传统挤压工艺流程长、能耗高的问题，又解决了大塑性变形制备超细晶金属工艺复杂、模具寿命短、成材率低、成本高等问题。技术内容：采用剪切/振动冷却通道处理熔体，制备半固态原料，将半固态金属注入连续流变扩展挤压机中，在挤压轮槽中合金受轮槽侧壁和固定靴方向相反的摩擦力τ动和τ阻的作用，产生搓动剪切变形，使晶粒细化，在轮槽出口通过模具挤压成棒材；继而，合金棒材连续喂入第二架连续流变扩展挤压机，在轮槽中金属发生进一步变形，并在轮槽出口流动路径改变，产生剪切变形，再经过扩展挤压变形。金属在一体机上经过多次连续累积变形，组织被显著细化，从而制备出高性能超细晶金属材料。技术特点与常规挤压、连铸连轧及大塑性变形技术相比，该技术具有如下优势：短流程，高效节能，成本低。比传统挤压：省去了铸造、加热、挤压、拉拔等工序，节能40%以上，成材率95%以上，降低成本30%以上。比连铸连轧：省去了铸造、矫直、加热与多机架连轧。产品性能好。比常规挤压与连铸连轧产品性能显著提高，例如Al-Sc-Zr合金晶粒细化至800nm，比日本同类产品抗拉强度和伸长率分别提高了40.3%和255%。采用半固态扩展成形，开辟了大截面、高性能铝材从液态一步连续成形的新途径。适应性强，产品多样化。可挤压不同合金的管、线、型材，克服了连铸连轧产品单一的弊端，在电子、电力、汽车、航空、生物等领域应用前景广阔。可生产无限长度的产品。解决了常规挤压和连铸连轧产品长度有限的问题。应用推广情况：该技术获国家发明专利9项，申报发明专利3项，在Acta Materialia等发表SCI论文30篇，在由瑞士联邦政府和世界知识产权组织联合举办的第44届日内瓦国际发明展上获金奖，被中国日报、人民网、凤凰网、新华网等大量报道。在北方重工集团、沈阳环能铸造有限公司、日照金港活塞有限公司等进行了推广应用。2014年到2016年间，采用该技术新增销售额共计24034万元，新增利润5387万元，新增税收2544万元，取得显著经济和社会效益。此外，还在鞍山、抚顺、本溪建设了生产线。正在酒钢进行新生产线建设。