本研究采用倾斜板冷却体法制备了过共晶高铬铸铁半固态浆料,并对其进行了半固态挤压成形。 考察了制浆过程中细小初生碳化物的形成过程,并从单因素的角度研究了浇注温度、倾斜板的长度、倾斜角度、截面凹槽半径、温度等工艺参数对初生碳化物形貌和尺寸的影响。结果表明,与常规组织相比,通过倾斜板处理后过共晶高铬铸铁中初生碳化物得到了明显细化。流动过程中金属熔体被激冷,初生碳化物不断形核长大,同时由于碳化物受到剪切、滚动、摩擦、碰撞等作用,使形核长大后的初生碳化物被折断、破碎而细化。 熔体在倾斜板的激冷作用下迅速产生大量的细小碳化物,浇注温度较低时,初生碳化物长大倾向小,随着浇注温度的升高,初生碳化物长大倾向增大,初生碳化物变的较粗大。浇注温度进一步升高,合金熔体粘度降低,流速变大,剪切作用增大,初生碳化物反而减小。倾斜板太短时,金属熔体受到的冷却剪切作用时间较短,碳化物较粗大,倾斜板太长时,熔体温度降低程度较大,熔体粘度增大,流速减慢,初生碳化物受到的作用力减弱,细化效果不明显;倾斜角度较小时,熔体流速较慢,剪切力较小,初生碳化物粗大,倾斜角度较大,熔体受到的剪切作用时间较短,细化效果不明显;截面凹槽半径较大,熔体和倾斜板的接触面积较大,倾斜板上的熔体层较薄,冷却效果较好,组织更为理想。板温较高,熔体内温度梯度较小,初生碳化物的长大速度降低,变的细小。研究表明,在浇注温度为1390℃时,倾斜板的长度为500mm、倾斜角度为30°、截面凹槽半径为400mm、温度为150℃条件下浆料中初生碳化物尺寸最小且分布均匀。 采用上述工艺参数对浆料进行半固态挤压成形,并对挤压件进行冲击韧性、硬度和冲击磨料磨损测试。由于初生碳化物细小且分布均匀,铸件致密,使得在硬度变化不大的情况下,其韧性和耐磨性较常规砂型铸造有了较大提高。