ICS 77.120.10 CCS J 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T40809—2021
铸造铝合金 半固态流变
压铸成形工艺规范
Casting aluminum alloys-Process specification for
semisolid rheo-diecasting forming
2022-05-01实施
2021-10-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 40809—2021
前言
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国铸造标准化技术委员会（SAC/TC54)提出并归口。 本文件起草单位：有研工程技术研究院有限公司、机械科学研究总院（将乐）半固态技术研究所有限
公司、珠海市润星泰电器有限公司、青岛宇远新材料有限公司、深圳市银宝山新压铸科技有限公司、沈阳铸造研究所有限公司、沈阳工业大学、南方科技大学、北京福田戴姆勒汽车有限公司、中兴通讯股份有限公司、福建科源新材料股份有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、中信戴卡股份有限公司、四会市辉煌金属制品有限公司、北京科技大学、东风汽车集团股份有限公司、爱柯迪股份有限公司、福建祥鑫股份有限公司、有研金属复材技术有限公司、宁波中大力德智能传动股份有限公司、浙江万丰摩轮有限公司、 东莞宜安科技股份有限公司、大连交通大学、在平信发铝制品有限公司、江苏凯特汽车部件有限公司。
本文件主要起草人：冯剑、李大全、宋国金、张莹、陈正周、宋学磊、徐浩珂、梁小康、张寅、袁晓光，
朱强、李涛、陈治宝、杨平旺、徐海、刘金、闫锋、刘军、祁明凡、李建军、冯永平、王亚宝、朱家辉、黄宏军、 王继成、卢宏兴、王泽忠、陆仕平、李卫荣、管仁国、孙谱、李萍。
1 GB/T40809—2021
铸造铝合金半固态流变
压铸成形工艺规范
1范围
本文件规定了铸造铝合金半固态流变压铸成形的工艺流程、原辅材料、配料及熔化、熔体处理、取料、高/低固相浆料制备、浆料转移、流变压铸、铸件检测和热处理。
本文件适用于铸造铝合金半固态流变压铸成形工艺。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 228.1 金属材料拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 1173 铸造铝合金 GB/T 5611 铸造术语 GB/T 9438 铝合金铸件 GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T 15114 铝合金压铸件 YS/T 601 铝熔体在线除气净化工艺规范
术语和定义
3
GB/T5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
半固态流变浆料 + semisolid rheological slurry 通过施加物理或化学等技术手段对凝固过程中的金属熔体进行处理，得到一种金属熔体中均匀地
悬浮着一定比例非枝晶初生固相（主要为球晶或近球晶）的固液混合物， 3.2
流变压铸成形 rheological diecastingforming 将半固态流变浆料转移至压铸成形设备，进行一次加工获得零件的成形方式。
3.3
固相分数 solidfraction 半固态浆料中固相质量与浆料质量的百分比。 注：本文件规定的固相分数是半固态浆料温度对应的平衡凝固条件下的固相分数，此固相分数不是实际的固相
分数。
3.4
低固相半固态流变浆料 low solid fraction semisolid slurry 能够自然流动，没有形成固定形状的半固态流变浆料。
1 GB/T 40809—2021
3.5
高固相半固态流变浆料highsolidfractionsemisolidslurry 已经形成固定形状，自然状态下不能流动，但在外力作用下可以流动的半固态流变浆料。
4半固态流变压铸成形工艺规范
4.1 半固态流变压铸成形工艺流程
半固态流变压铸成形工艺流程见图1。
AC 科
京
oit 变压铸
高/低
5> 及 > 健处 > 新
R
铺材料
件检
固相浆料制备
科转
N
处
塔化
注：热处理工序非必需流程，为可选工序
图1半固态流变压铸成形工艺流程示意图
4.2原辅材料 4.2.1半固态流变压铸成形常用目标合金见附录A表A.1，表中未列出见GB/T1173。 4.2.2配制目标合金，可以选用金属铸锭、中间合金及回炉料，也可采用各种牌号的预制合金锭 4.2.3配制目标合金所用的原材料和相应的辅助材料分别见表A.2和表A.3，铝中间合金见 GB/T 27677。 4.2.4用于重熔的铝合金回炉料，按质量分为三级：
一级回炉料：化学成分合格的废铸件、浇道等；一二级回炉料：排溢系统，如渣包等；一三级回炉料：金属屑、碎小废料、璃底料及被污染的渣包等 、二级回炉料重熔，浇注铸锭，分析化学成分并检验合格后方可使用。已知化学成分的一级回炉
-
料可直接用于配料，不宜使用三级回炉料。 4.2.5对I类铸件，可配用一级回炉料，回炉料总量不宜超过炉料总量的50%；对Ⅱ类铸件，可配用一、 二级回炉料，其中二级回炉料不宜超过炉料总量的15%；对Ⅲ类铸件，可全部配用一、二级回炉料，其中二级回炉料不宜超过炉料总量的35%。 4.3配料及熔化 4.3.1根据目标合金的成分，选取对应的原辅材料，配制炉料。 4.3.2使用前，应将附着在埚及熔炼工具上的残余金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净，并在 120℃～250℃下加热，然后进行涂料防护处理。 4.3.3喷涂好涂料的埚、熔炼工具等使用前应充分预热。埚在500℃～600℃预热，宜保温时间 2h以上；熔炼工具在200℃～400℃预热，宜保温时间2h以上。 4.3.4装料前，炉料（包括镁、锌、稀土等金属炉料）的表面应先清洁处理，然后在150℃～300℃之间干燥处理。 4.3.5根据容量，应同时或分批装人回炉料、新料和部分中间合金（铝-稀土、铝-锶除外），待炉料全
2 GB/T40809—2021
部熔化后，建议合金液温度降至640℃～680℃时加入。 4.4熔体处理 4.4.1炉料全部熔化后，一般用纯氮气或纯氩气进行除气净化处理，使用前经过气体干燥机除去水分，氮气和氩气纯度见表A.3。 4.4.2一般将熔体加热到700℃～740℃，采用旋转喷吹纯氮气或纯氩气进行净化处理，净化时间 5min~30min。 4.4.3使用纯氮气或纯氩气除气净化前，首先检查除气机上各阀门和仪表，并对旋转除气机的喷头和转杆清理后预热。 4.4.4除气时，先打开通气阀门，将旋转喷头缓缓地降至熔体液面以下约2/3处，开启旋转按钮，调整转速，然后调节气瓶开关，直到整个液面均勾弥散地冒出细小的气泡为止。除气净化后宜静置10min～ 30 min。 4.4.5除气处理后的熔体自除气净化至浇注结束的时间间隔不宜超过3h，其他除气按YS/T601的规定执行。 4.4.6对于A1-Si系合金，可按需要选择变质处理，变质处理工艺见附录B表B.1。 4.4.7除气处理后，进行熔体炉前检验，包括熔体温度、化学成分、含氢量和含渣量检测，检验方法见附录 C。 4.4.8熔体成分不合格时，应重新计算、补料、熔体处理、检测，直至化学成分检验合格；氢含量和渣含量不合格时，应重新除气、精炼，直至检验合格。 4.5取料 4.5.1用勺或输液管等转移熔体。勺或输液管等在使用前，应将残余的金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净，宜在120℃～250℃下加热，然后采用涂料进行防护处理。 4.5.2转移熔体前，应将勺或输液管等充分的预热，温度宜控制在200℃～400℃，且保温2h以上。 4.5.3取料过程中，应控制取料温度。保温炉内的铝熔体控温精度宜控制在土5℃。对于高固相半固态流变压铸成形，保温炉内铝熔体温度宜控制在土3℃。基于合金种类的不同，取料温度宜在合金液相线温度以上50℃至合金液相线温度范围内。 4.5.4将纯净的铝熔体转移至半固态流变制浆设备中，完成取料，取料时间宜控制在30s之内。 4.6高/低固相浆料制备 4.6.1通过流变制浆工艺，制备得到满足3.1的半固态流变浆料，半固态流变浆料固相分数可以按公式 (1)计算。
半固态浆料的实际固相分数按公式（1)计算，公式（1)是基于差热分析，通过测量合金在加热与冷却过程中的吸热与放热来计算半固态浆料的实际固相分数
(H.-H)-Cp(TL-T)
fs=(HL- Hs) -Ch(T.- Ts)
..(1)
式中： fs半固态浆料的固相分数； H，一一半固态浆料在液相线温度时的热熔总量，单位为焦每克（J/g）； H—半固态浆料热熔总量，单位为焦每克（J/g）； Cp——半固态浆料的比热容，单位为焦每克开尔文[J/（g·K)] T—一合金的液相线温度，单位为开尔文（K)； T一一半固态浆料温度，单位为开尔文（K)；
3 GB/T 40809—2021
Hs半固态浆料在固相线温度时的热熔总量，单位为焦每克（J/g）； Ts一合金的固相线温度，单位为开尔文（K）。
4.6.2对于低固相半固态流变浆料制备，可以采用机械搅拌、电磁搅拌、超声处理、气体扰动、化学处理、热恰控制等各种物理化学方法，通过控制制浆参数，获得低固相半固态流变浆料。浆料温度应低于合金的名义液相线温度并可以自然流动。 4.6.3对于高固相半固态流变浆料制备，可以采用机械热熔控制、机械搅拌、电磁搅拌、超声处理、气体扰动、化学处理等各种物理化学方法，通过控制制浆参数，获得高固相半固态流变浆料。浆料温度应高于合金的名义固相线温度并已经形成固定形状 4.6.4通过测温和目视的方法，区分高/低固相半固态流变浆料。
4.7浆料转移
4.7.1对于低固相半固态流变浆料，用勺等转移浆料，勺的预处理和4.5中的工艺一致。浆料转移后应及时清理转移工具，预防夹杂等缺陷引人。 4.7.2对于高固相半固态流变浆料，通过夹持等方式转移浆料，浆料转移后需要及时清理转移工具，预防夹杂等缺陷引入， 4.7.3将半固态流变浆料从制浆设备转移至压铸机料筒，完成浆料转移。 4.8流变压铸 4.8.1根据半固态铸件模具设计和铸件质量要求调试确定压铸参数。通过调整压铸机压射速度、快压点位置、增压压力、保压时间等工艺参数，在一定的压力下凝固成形铸件。高固相半固态流变压铸内浇口速度不宜高于5m/s，增压压力不宜低于40MPa。 4.8.2将转移至压铸机料筒中的浆料进行压铸，完成半固态流变压铸。 4.9铸件检测 4.9.1半固态流变压铸成形铸件，按用途分为承载类、导热类、耐磨类等。承载类分类按GB/T9438的规定执行 4.9.2典型半固态流变压铸成形铸件微观组织检验方法和典型微观组织，见附录D中D.1和D.2。 4.9.3常见低固相半固态流变压铸单铸试棒的力学性能见附录E表E.1,相应的单铸试样图样见附录F图F.1，典型低固相半固态流变压铸成形铸件的性能特点和典型应用见附录G表G.1。 4.9.4常见高固相半固态流变压铸单铸试棒的力学性能见表E.2，相应的单铸试样图样见图F.2，典型高固相半固态流变压铸成形铸件的性能特点和典型应用见表G.2。 4.9.5用半固态流变压铸成形铸件上切取的本体试样检验力学性能，三根试样的抗拉强度和断后伸长率的平均值不应低于单铸试棒的80%和70%。允许其中一根试样的性能偏低：I类铸件指定部位的抗拉强度和断后伸长率分别不应低于单铸试棒的75%和50%，I类铸件非指定部位和Ⅱ类铸件分别不应低于单铸试棒的70%和50% 4.9.6铸件室温力学性能的检验按GB/T228.1的规定执行，铸件的其他相关技术要求按GB/T15114 的规定执行。 4.9.7铸件力学性能试验结果的判定见附录H。 4.10热处理 4.10.1半固态流变压铸成形铸件的热处理状态代号按GB/T1173的规定执行 4.10.2热处理前对热处理炉、温控设备、固溶冷却装置等设备状况检查，确保完好。测控设备精度根据热处理炉温度均匀性，选取对应的精度，具体要求按GB/T9452的规定执行，加热炉温度均匀性宜在
4 GB/T 40809—2021
±5℃。 4.10.3 3固溶处理时，装炉温度一般在300℃以下，升温速度以100℃/h左右为宜。固溶处理如需阶段保温，在两个阶段间不应停留冷却，直接升温至第二阶段温度 4.10.4半固态流变压铸成形常用合金材料的热处理工艺见附录I,不在表中的见GB/T25745。 4.10.5 5外观检查时采用目视或10倍以下放大镜观察，热处理后的铸件应无裂纹或超过尺寸公差的变形缺陷。 4.10.6热处理后的金相组织不应存在过烧组织。
提供
5 GB/T40809—2021
附录A （资料性）
半固态流变压铸成形常用合金材料及原辅材料
A.1 半固态流变压铸成形常用铝合金材料化学成分
半固态流变压铸成形常用铝合金材料的化学成分见表A.1。
表A.1 半固态流变压铸成形常用铝合金材料化学成分
合金元素含量（质量分数）
%
合金牌号
Si Fe Cu Mn Mg RE Zn Pb+ Ti Sr 其他
Sn
每种 总共
6.0~ ≤0.20 ≤0.10 ≤0.10 0.25~
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.15
A1Si7Mg0.3
7.5 6.0~
0.45
A1Si7Mg0.6 7.5 ≤0.20 ≤0.10 ≤0.10 0.45~
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.15
0.70 0.25~ 0.45
5.0 ~ 6.5
2.5~ 3.5
0.01~
≤0.20
≤0.10
≤0.05 ≤0.10 ≤0.20
0.05 ≤0.05 ≤0.15
AISi6Cu3 Mg0.4
AISi8 7.0 ~ 0.5~ ≤0.10 ≤0.30 0.35
≤0.05 ≤0.20
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20
9.0 1.2 6.5~ 0.5~
7.6 0.8 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 0.05 ≤0.10 0.012~ AISi6RE 5.5~ 0.5~ ≤0.05 ≤0.05 0.05~ 0.01~ 0.15~ ≤0.20 0.015~
≤0.05 ≤0.20
AlSi6Sr
0.03
≤0.10
≤0.05 ≤0.15
7.5 0.8
0.035
0.15 0.03 0.25
A.2 配制铸造铝合金所用的主要原材料
配制半固态流变压铸成形铝合金所用的主要原材料见表A.2。
表A.2 配制铸造铝合金所用的主要原材料
序号 1 2 3 4 5 6 6
牌号 A199.7 A199.95 Si-2 AISil2 AISil2A 相关牌号
名称重熔用铝锭重熔用精铝锭工业硅铝中间合金锭
技术标准 GB/T 1196 GB/T 1196 GB/T 2881 YS/T 282 HB 5371 GB/T 8733
主要用途配制一般铸造铝合金配制各种优质铸造铝合金
配制铝硅中间合金配制一般含硅铸造铝合金配制铝硅系优质合金熔制各种铸造铝合金
铝基中间合金锭规范
铸造铝合金锭 ICS 77.120.10 CCS J 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T40809—2021
铸造铝合金 半固态流变
压铸成形工艺规范
Casting aluminum alloys-Process specification for
semisolid rheo-diecasting forming
2022-05-01实施
2021-10-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 40809—2021
前言
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国铸造标准化技术委员会（SAC/TC54)提出并归口。 本文件起草单位：有研工程技术研究院有限公司、机械科学研究总院（将乐）半固态技术研究所有限
公司、珠海市润星泰电器有限公司、青岛宇远新材料有限公司、深圳市银宝山新压铸科技有限公司、沈阳铸造研究所有限公司、沈阳工业大学、南方科技大学、北京福田戴姆勒汽车有限公司、中兴通讯股份有限公司、福建科源新材料股份有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、中信戴卡股份有限公司、四会市辉煌金属制品有限公司、北京科技大学、东风汽车集团股份有限公司、爱柯迪股份有限公司、福建祥鑫股份有限公司、有研金属复材技术有限公司、宁波中大力德智能传动股份有限公司、浙江万丰摩轮有限公司、 东莞宜安科技股份有限公司、大连交通大学、在平信发铝制品有限公司、江苏凯特汽车部件有限公司。
本文件主要起草人：冯剑、李大全、宋国金、张莹、陈正周、宋学磊、徐浩珂、梁小康、张寅、袁晓光，
朱强、李涛、陈治宝、杨平旺、徐海、刘金、闫锋、刘军、祁明凡、李建军、冯永平、王亚宝、朱家辉、黄宏军、 王继成、卢宏兴、王泽忠、陆仕平、李卫荣、管仁国、孙谱、李萍。
1 GB/T40809—2021
铸造铝合金半固态流变
压铸成形工艺规范
1范围
本文件规定了铸造铝合金半固态流变压铸成形的工艺流程、原辅材料、配料及熔化、熔体处理、取料、高/低固相浆料制备、浆料转移、流变压铸、铸件检测和热处理。
本文件适用于铸造铝合金半固态流变压铸成形工艺。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 228.1 金属材料拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 1173 铸造铝合金 GB/T 5611 铸造术语 GB/T 9438 铝合金铸件 GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T 15114 铝合金压铸件 YS/T 601 铝熔体在线除气净化工艺规范
术语和定义
3
GB/T5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
半固态流变浆料 + semisolid rheological slurry 通过施加物理或化学等技术手段对凝固过程中的金属熔体进行处理，得到一种金属熔体中均匀地
悬浮着一定比例非枝晶初生固相（主要为球晶或近球晶）的固液混合物， 3.2
流变压铸成形 rheological diecastingforming 将半固态流变浆料转移至压铸成形设备，进行一次加工获得零件的成形方式。
3.3
固相分数 solidfraction 半固态浆料中固相质量与浆料质量的百分比。 注：本文件规定的固相分数是半固态浆料温度对应的平衡凝固条件下的固相分数，此固相分数不是实际的固相
分数。
3.4
低固相半固态流变浆料 low solid fraction semisolid slurry 能够自然流动，没有形成固定形状的半固态流变浆料。
1 GB/T 40809—2021
3.5
高固相半固态流变浆料highsolidfractionsemisolidslurry 已经形成固定形状，自然状态下不能流动，但在外力作用下可以流动的半固态流变浆料。
4半固态流变压铸成形工艺规范
4.1 半固态流变压铸成形工艺流程
半固态流变压铸成形工艺流程见图1。
AC 科
京
oit 变压铸
高/低
5> 及 > 健处 > 新
R
铺材料
件检
固相浆料制备
科转
N
处
塔化
注：热处理工序非必需流程，为可选工序
图1半固态流变压铸成形工艺流程示意图
4.2原辅材料 4.2.1半固态流变压铸成形常用目标合金见附录A表A.1，表中未列出见GB/T1173。 4.2.2配制目标合金，可以选用金属铸锭、中间合金及回炉料，也可采用各种牌号的预制合金锭 4.2.3配制目标合金所用的原材料和相应的辅助材料分别见表A.2和表A.3，铝中间合金见 GB/T 27677。 4.2.4用于重熔的铝合金回炉料，按质量分为三级：
一级回炉料：化学成分合格的废铸件、浇道等；一二级回炉料：排溢系统，如渣包等；一三级回炉料：金属屑、碎小废料、璃底料及被污染的渣包等 、二级回炉料重熔，浇注铸锭，分析化学成分并检验合格后方可使用。已知化学成分的一级回炉
-
料可直接用于配料，不宜使用三级回炉料。 4.2.5对I类铸件，可配用一级回炉料，回炉料总量不宜超过炉料总量的50%；对Ⅱ类铸件，可配用一、 二级回炉料，其中二级回炉料不宜超过炉料总量的15%；对Ⅲ类铸件，可全部配用一、二级回炉料，其中二级回炉料不宜超过炉料总量的35%。 4.3配料及熔化 4.3.1根据目标合金的成分，选取对应的原辅材料，配制炉料。 4.3.2使用前，应将附着在埚及熔炼工具上的残余金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净，并在 120℃～250℃下加热，然后进行涂料防护处理。 4.3.3喷涂好涂料的埚、熔炼工具等使用前应充分预热。埚在500℃～600℃预热，宜保温时间 2h以上；熔炼工具在200℃～400℃预热，宜保温时间2h以上。 4.3.4装料前，炉料（包括镁、锌、稀土等金属炉料）的表面应先清洁处理，然后在150℃～300℃之间干燥处理。 4.3.5根据容量，应同时或分批装人回炉料、新料和部分中间合金（铝-稀土、铝-锶除外），待炉料全
2 GB/T40809—2021
部熔化后，建议合金液温度降至640℃～680℃时加入。 4.4熔体处理 4.4.1炉料全部熔化后，一般用纯氮气或纯氩气进行除气净化处理，使用前经过气体干燥机除去水分，氮气和氩气纯度见表A.3。 4.4.2一般将熔体加热到700℃～740℃，采用旋转喷吹纯氮气或纯氩气进行净化处理，净化时间 5min~30min。 4.4.3使用纯氮气或纯氩气除气净化前，首先检查除气机上各阀门和仪表，并对旋转除气机的喷头和转杆清理后预热。 4.4.4除气时，先打开通气阀门，将旋转喷头缓缓地降至熔体液面以下约2/3处，开启旋转按钮，调整转速，然后调节气瓶开关，直到整个液面均勾弥散地冒出细小的气泡为止。除气净化后宜静置10min～ 30 min。 4.4.5除气处理后的熔体自除气净化至浇注结束的时间间隔不宜超过3h，其他除气按YS/T601的规定执行。 4.4.6对于A1-Si系合金，可按需要选择变质处理，变质处理工艺见附录B表B.1。 4.4.7除气处理后，进行熔体炉前检验，包括熔体温度、化学成分、含氢量和含渣量检测，检验方法见附录 C。 4.4.8熔体成分不合格时，应重新计算、补料、熔体处理、检测，直至化学成分检验合格；氢含量和渣含量不合格时，应重新除气、精炼，直至检验合格。 4.5取料 4.5.1用勺或输液管等转移熔体。勺或输液管等在使用前，应将残余的金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净，宜在120℃～250℃下加热，然后采用涂料进行防护处理。 4.5.2转移熔体前，应将勺或输液管等充分的预热，温度宜控制在200℃～400℃，且保温2h以上。 4.5.3取料过程中，应控制取料温度。保温炉内的铝熔体控温精度宜控制在土5℃。对于高固相半固态流变压铸成形，保温炉内铝熔体温度宜控制在土3℃。基于合金种类的不同，取料温度宜在合金液相线温度以上50℃至合金液相线温度范围内。 4.5.4将纯净的铝熔体转移至半固态流变制浆设备中，完成取料，取料时间宜控制在30s之内。 4.6高/低固相浆料制备 4.6.1通过流变制浆工艺，制备得到满足3.1的半固态流变浆料，半固态流变浆料固相分数可以按公式 (1)计算。
半固态浆料的实际固相分数按公式（1)计算，公式（1)是基于差热分析，通过测量合金在加热与冷却过程中的吸热与放热来计算半固态浆料的实际固相分数
(H.-H)-Cp(TL-T)
fs=(HL- Hs) -Ch(T.- Ts)
..(1)
式中： fs半固态浆料的固相分数； H，一一半固态浆料在液相线温度时的热熔总量，单位为焦每克（J/g）； H—半固态浆料热熔总量，单位为焦每克（J/g）； Cp——半固态浆料的比热容，单位为焦每克开尔文[J/（g·K)] T—一合金的液相线温度，单位为开尔文（K)； T一一半固态浆料温度，单位为开尔文（K)；
3 GB/T 40809—2021
Hs半固态浆料在固相线温度时的热熔总量，单位为焦每克（J/g）； Ts一合金的固相线温度，单位为开尔文（K）。
4.6.2对于低固相半固态流变浆料制备，可以采用机械搅拌、电磁搅拌、超声处理、气体扰动、化学处理、热恰控制等各种物理化学方法，通过控制制浆参数，获得低固相半固态流变浆料。浆料温度应低于合金的名义液相线温度并可以自然流动。 4.6.3对于高固相半固态流变浆料制备，可以采用机械热熔控制、机械搅拌、电磁搅拌、超声处理、气体扰动、化学处理等各种物理化学方法，通过控制制浆参数，获得高固相半固态流变浆料。浆料温度应高于合金的名义固相线温度并已经形成固定形状 4.6.4通过测温和目视的方法，区分高/低固相半固态流变浆料。
4.7浆料转移
4.7.1对于低固相半固态流变浆料，用勺等转移浆料，勺的预处理和4.5中的工艺一致。浆料转移后应及时清理转移工具，预防夹杂等缺陷引人。 4.7.2对于高固相半固态流变浆料，通过夹持等方式转移浆料，浆料转移后需要及时清理转移工具，预防夹杂等缺陷引入， 4.7.3将半固态流变浆料从制浆设备转移至压铸机料筒，完成浆料转移。 4.8流变压铸 4.8.1根据半固态铸件模具设计和铸件质量要求调试确定压铸参数。通过调整压铸机压射速度、快压点位置、增压压力、保压时间等工艺参数，在一定的压力下凝固成形铸件。高固相半固态流变压铸内浇口速度不宜高于5m/s，增压压力不宜低于40MPa。 4.8.2将转移至压铸机料筒中的浆料进行压铸，完成半固态流变压铸。 4.9铸件检测 4.9.1半固态流变压铸成形铸件，按用途分为承载类、导热类、耐磨类等。承载类分类按GB/T9438的规定执行 4.9.2典型半固态流变压铸成形铸件微观组织检验方法和典型微观组织，见附录D中D.1和D.2。 4.9.3常见低固相半固态流变压铸单铸试棒的力学性能见附录E表E.1,相应的单铸试样图样见附录F图F.1，典型低固相半固态流变压铸成形铸件的性能特点和典型应用见附录G表G.1。 4.9.4常见高固相半固态流变压铸单铸试棒的力学性能见表E.2，相应的单铸试样图样见图F.2，典型高固相半固态流变压铸成形铸件的性能特点和典型应用见表G.2。 4.9.5用半固态流变压铸成形铸件上切取的本体试样检验力学性能，三根试样的抗拉强度和断后伸长率的平均值不应低于单铸试棒的80%和70%。允许其中一根试样的性能偏低：I类铸件指定部位的抗拉强度和断后伸长率分别不应低于单铸试棒的75%和50%，I类铸件非指定部位和Ⅱ类铸件分别不应低于单铸试棒的70%和50% 4.9.6铸件室温力学性能的检验按GB/T228.1的规定执行，铸件的其他相关技术要求按GB/T15114 的规定执行。 4.9.7铸件力学性能试验结果的判定见附录H。 4.10热处理 4.10.1半固态流变压铸成形铸件的热处理状态代号按GB/T1173的规定执行 4.10.2热处理前对热处理炉、温控设备、固溶冷却装置等设备状况检查，确保完好。测控设备精度根据热处理炉温度均匀性，选取对应的精度，具体要求按GB/T9452的规定执行，加热炉温度均匀性宜在
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±5℃。 4.10.3 3固溶处理时，装炉温度一般在300℃以下，升温速度以100℃/h左右为宜。固溶处理如需阶段保温，在两个阶段间不应停留冷却，直接升温至第二阶段温度 4.10.4半固态流变压铸成形常用合金材料的热处理工艺见附录I,不在表中的见GB/T25745。 4.10.5 5外观检查时采用目视或10倍以下放大镜观察，热处理后的铸件应无裂纹或超过尺寸公差的变形缺陷。 4.10.6热处理后的金相组织不应存在过烧组织。
提供
5 GB/T40809—2021
附录A （资料性）
半固态流变压铸成形常用合金材料及原辅材料
A.1 半固态流变压铸成形常用铝合金材料化学成分
半固态流变压铸成形常用铝合金材料的化学成分见表A.1。
表A.1 半固态流变压铸成形常用铝合金材料化学成分
合金元素含量（质量分数）
%
合金牌号
Si Fe Cu Mn Mg RE Zn Pb+ Ti Sr 其他
Sn
每种 总共
6.0~ ≤0.20 ≤0.10 ≤0.10 0.25~
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.15
A1Si7Mg0.3
7.5 6.0~
0.45
A1Si7Mg0.6 7.5 ≤0.20 ≤0.10 ≤0.10 0.45~
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.15
0.70 0.25~ 0.45
5.0 ~ 6.5
2.5~ 3.5
0.01~
≤0.20
≤0.10
≤0.05 ≤0.10 ≤0.20
0.05 ≤0.05 ≤0.15
AISi6Cu3 Mg0.4
AISi8 7.0 ~ 0.5~ ≤0.10 ≤0.30 0.35
≤0.05 ≤0.20
≤0.10 ≤0.10 ≤0.20
9.0 1.2 6.5~ 0.5~
7.6 0.8 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 0.05 ≤0.10 0.012~ AISi6RE 5.5~ 0.5~ ≤0.05 ≤0.05 0.05~ 0.01~ 0.15~ ≤0.20 0.015~
≤0.05 ≤0.20
AlSi6Sr
0.03
≤0.10
≤0.05 ≤0.15
7.5 0.8
0.035
0.15 0.03 0.25
A.2 配制铸造铝合金所用的主要原材料
配制半固态流变压铸成形铝合金所用的主要原材料见表A.2。
表A.2 配制铸造铝合金所用的主要原材料
序号 1 2 3 4 5 6 6
牌号 A199.7 A199.95 Si-2 AISil2 AISil2A 相关牌号
名称重熔用铝锭重熔用精铝锭工业硅铝中间合金锭
技术标准 GB/T 1196 GB/T 1196 GB/T 2881 YS/T 282 HB 5371 GB/T 8733
主要用途配制一般铸造铝合金配制各种优质铸造铝合金
配制铝硅中间合金配制一般含硅铸造铝合金配制铝硅系优质合金熔制各种铸造铝合金
铝基中间合金锭规范
铸造铝合金锭