CN117259711B - 一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，采用多通道入料，不同的通道进行不同的控温、固液混合与注射的工艺协同；包括多个通道入料与分区加热，分区温控与组织控制，混浆转变，高速注射凝固；本发明还公开一种制备异构半固态组织镁合金的成型装置，包括本体，本体包括注射料筒、储料料筒、注射加热器、储料加热器、注射螺杆、储料螺杆，注射料筒中的物料向注射口方向移动，储料料筒中的物料向注射料筒内移动。本发明提供一种适用于高性能化、大注射量的镁合金成型，采用多通道入料，利用混浆转变实现镁合金强塑性、腐蚀性协同提升的一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺。

Description

一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺
技术领域
本发明涉及轻合金加工领域，具体讲是一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺。
背景技术
镁合金密度低，是优质的轻量化金属材料，用于结构件可实现有效减重，尤其在蓬勃发展的新能源汽车领域具有巨大应用潜力。但镁是HCP晶体结构，塑性变形能力差，且在铸态下强化手段单一，主要需依靠促使微观组织中晶粒细化和第二相强化，所以传统合金化不论在液态压铸或半固态成型下，形成的组织一般认为是均匀组织，即发生单一形式的组织转变。
对于半固态技术，具有细小、球形初生固相晶的良好半固态组织具有触变特性，能够有效避免高速充型时的卷气，从而大幅降低铸件气孔和提升致密度，而且注射成型不需要熔化也不需要保护气，对于镁合金是一种安全、环保、高效的新兴工艺。但在研究与应用中发现，传统半固态注射成型（Thixomolding）方式下，采用的普遍为单一路径加热，即镁材料由固态逐渐被不同加热段的逐级连续升温加热至半固态，当面向大尺寸零件所需要的制浆量较大时，则不得不提升加热段温度和延长注射前的保温，即使过热很短暂，也会导致合金组织的半固态初生晶产生长大而形成玫瑰状枝晶（rosette-like structures），随后保留到零件中，其对于合金成型流动性、塑性、强度都十分不利，无法实现理想的半固态组织控制，限制了半固态技术在高性能结构件上的应用。另外，单一路径的半固态浆料制备的效率低，镁合金需要吸收大量热量，在料筒直径有限的情况下单一入料方式仍存在节拍瓶颈，难以真正满足大型化镁合金零件的注射成型生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于高性能化、大注射量的镁合金成型，采用多通道入料，利用混浆转变实现镁合金强塑性、腐蚀性协同提升的一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，采用多通道入料，不同的通道进行不同的控温、固液混合与注射的工艺协同，高效制备具有细小初生晶且成分异构特征的半固态组织镁合金；
阶段1：多个通道入料与分区加热，将镁合金的粒子由两个或两个以上的料斗通道加入，分别进入不同料筒中并通过相应的螺杆传输，按照不同的加热速率和目标温度进行快速加热；
阶段2：分区温控与组织控制，分别独立控制不同料筒内粒子保持在不同温度，至少有一种被加热至高固相状态，至少有一种被加热至低固相或近液相线状态，固相率最小差值在10%以上；
阶段3：混浆转变，这些不同状态的半熔融粒子在注射料筒中部汇合，产生过冷组织转变，形成细小的初生晶球形固相，并在短时间内被注射螺杆剪切混合，通过注射料筒再控温达到合适的中等固相率状态，并且此时固相与液相中合金成分存在微观上不同；
阶段4：高速注射凝固，将具有良好触变特性的球状晶半固态浆料在高压高速下完成注射成型，在中等固相率状态下，细小的初生晶球形固相凝固，制备获得微观上非均匀成分的异构组织镁合金。
作为本发明的一种改进，不同通道入料采用同一种成分的镁合金粒子，或者采用不同成分的镁合金粒子，有利于形成异构半固态组织，都可实现细晶异构半固态组织的形成。
作为本发明的一种改进，所述阶段1中的多个料斗通道同时入料，随后通过不同的加热路径，根据加热路径的差异调整下料速度以及不同料筒中的传输速率形成稳定的配料混合比。
作为本发明的一种改进，所述阶段2中的高固相状态浆料中固相率在40%以上，低固相或近液相状态浆料中固相率在20%以下。
作为本发明的一种改进，所述阶段3中，固相主要由高固相浆料遗传并被低熔点相部分熔解，而液相主要由低固相浆料遗传；不同状态的半熔融粒子在注射料筒中部汇合后，发生过冷组织转变，达到合适的固相率状态，其固相率在5~30%，具有良好的触变特性。
作为本发明的一种改进，步骤4中优选的注射螺杆转速为50~100r/min，模具温度为200~300℃，注射速度为3~6m/s。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）实现细晶半固态组织转变；本发明采用多通道入料方式，使镁合金发生不同路径的浆料加热和二次混合组织转变过程，通过不同温度的高固相浆料与低固相浆料的汇合，两者固相率相差至少10%以上，使液相中产生过冷，从而初生晶粒不易发生长大，并且高固相浆料中原有的初生晶被部分熔解，最终形成注射前细晶半固态组织，避免了大制浆熔量下的组织粗化，从而解决了传统半固态注射成型的制浆方式采用单一入料方式的弊端，避免镁合金只能经历单一路径的组织转变，排除浆料中的半固态初生晶易产生过热长大而形成玫瑰状枝晶的情况；
（2）实现异构半固态组织。通过不同路径加热的镁合金粒子在汇合前达到不同固相率状态，那么高固相浆料的初生晶中将含有较低含量Al、高含量Zn元素，而低固相或者近液相关浆料中的含有较高含量Al、低含量Zn元素，在短暂汇合后组织仍将得到遗传，使混合浆料的固相和液相中元素含量不同，凝固后形成微观上异构的半固态组织，既能保持初生α-Mg高固溶状态，又能保持共晶组织中β相大量析出，有利于力学性能和腐蚀性能的同时提升。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种制备异构半固态组织镁合金的成型装置，包括本体，所述本体采用一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，所述本体包括注射料筒和若干个储料料筒，若干个储料料筒沿着注射料筒的轴向设置，所述注射料筒的外侧设有注射加热器，所述储料料筒的外侧设有储料加热器，所述注射料筒的轴线上设有注射螺杆，所述储料料筒的轴线上设有储料螺杆，所述注射料筒的一端设有注射口，所述注射料筒远离注射口的一端设有独立入料口，所述注射料筒中的物料在注射螺杆的螺旋推动下向注射口方向移动，所述储料料筒中的物料在储料螺杆的螺旋推动下向注射料筒内移动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：半固态制浆效率更高，相较于传统半固态注射成型的制浆方式采用单一入料方式，本发明可以利用多通道入料过程中的加热，使镁合金粒子可以拥有更多获得热量的路径，从而缩短了整体熔融的时间，进而可以缩短大尺寸零件所需大注射量的成型周期；防止逆流，注射料筒具有一个注射口和一个独立入料口，可实现注射料筒内熔料保持单向输送，防止储料料筒的镁半固态熔体在汇合处反流，避免堵塞注射螺杆；防止氧化，镁合金半固态熔体如果在高温下与空气接触容易发生氧化，本发明在下料过程中，通过下料形成固态到半固态的挤压自密实化，可以隔断汇合处高温熔体直接与空气接触，保证镁合金的高性能；在注射料筒和不同储料料筒中可选择加入相同或不同成分的粒子，实现半固态冶金融合，给镁合金半固态组织设计提供了新空间。
作为本发明的一种改进，所述储料料筒呈倾斜设置在注射料筒的一侧，所述储料料筒的推料方向与注射料筒的推料方向夹角小于或者等于90度，通过所述改进，在储料料筒将物料输送进注射料筒中时，物料成低固相或者近液相，浆料之间的混合更顺畅，同时，还可以防止物料返料。
作为本发明的一种改进，所述独立入料口上连接有独立入料斗，所述独立入料斗与注射料筒之间通过独立入料斗座连接，独立入料斗座内设有料斗通道，所述独立入料斗座与注射料筒的连接处呈垂直设置，所述独立入料斗座的外侧设有独立入料斗座加热器，通过所述改进，使物料从独立入料斗向注射料筒中移动时，更顺畅，不容易堵塞，而独立入料斗座加热器对独立入料斗中的物料进行初步加热软化，便于物料在进入到注射料筒中时，更容易被进一步加热熔融，以及避免在注射料筒中发生堵塞现象。
作为本发明的还有一种改进，所述储料料筒远离注射料筒的一端设有独立储料料斗，所述独立储料料斗与储料料筒之间通过独立储料料斗座连接，所述独立储料料斗座内设有料斗通道，所述独立储料料斗座与储料料筒的连接处呈垂直设置，所述独立储料料斗座的外侧设有独立储料料斗座加热器，通过所述改进，使物料从独立储料料斗向储料料筒中移动时，更顺畅，不容易堵塞，而独立储料料斗加热器对独立储料料斗中的物料进行初步加热软化，便于物料在进入到储料料筒中时，更容易被进一步加热熔融，以及避免在储料料筒中发生堵塞现象。
作为本发明的一种改进，所述注射加热器为多区分段加热，包括注射料筒前段加热器和注射料筒后段加热器和喷嘴加热器，所述注射料筒前段加热器设于独立入料斗和储料料筒与注射料筒的连接处之间，所述注射料筒后段加热器设于注射口和储料料筒与注射料筒的连接处之间，所述注射料筒后段加热器用于控制加热混合后的物料的温度，所述喷嘴加热器设于注射口的外侧，通过所述改进，注射料筒前段加热器用于对粒子加热成高固相的浆料，而混合后的浆料需要维持在一个新的温度环境下，避免浆料温度过高，其中的半固态初生晶易产生过热长大而形成玫瑰状枝晶的情况，且避免浆料温度过低，浆料固化，不易注射成型。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明工艺流程图。
图3是本发明工艺流程显微组织图。
图4是本发明实施例1的试制半固态镁合金显微组织图。
图5是本发明实施例2的试制半固态镁合金显微组织图。
图6是本发明实施例3的试制半固态镁合金显微组织图。
图7是本发明实施例4的试制半固态镁合金显微组织图。
图8是本发明对比例1的试制半固态镁合金显微组织图。
图9是本发明对比例1的试制半固态镁合金显微组织图。
图中所示：1、注射料筒，1.1、注射口，2、储料料筒，3、注射加热器，3.1、注射物料加热器，3.2、混合物料加热器，3.3、喷嘴加热器，4、储料加热器，5、注射螺杆，6、储料螺杆，7、独立入料斗，8、独立入料斗座，9、独立入料斗座加热器，10、独立储料料斗，11、独立储料料斗座，12、独立储料料斗座加热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-3所示，一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，采用多通道入料，不同的通道进行不同的控温、固液混合与注射的工艺协同，高效制备具有细小初生晶且成分异构特征的半固态组织镁合金；
阶段1：多个通道入料与分区加热，将镁合金的粒子由两个料斗通道加入，分别进入不同料筒中并通过相应的螺杆传输，按照不同的加热速率和目标温度进行快速加热；
阶段2：分区温控与组织控制，分别独立控制不同料筒内粒子保持在不同温度，有一种被加热至高固相状态，有一种被加热至低固相或近液相线状态，固相率最小差值在10%以上；
阶段3：混浆转变，这些不同状态的半熔融粒子在注射料筒1中部汇合，产生过冷组织转变，形成细小的初生晶球形固相，并在短时间内被注射螺杆5剪切混合，通过注射料筒1再控温达到合适的中等固相率状态，并且此时固相与液相中合金成分存在微观上不同；
阶段4：高速注射凝固，将具有良好触变特性的球状晶半固态浆料在高压高速下完成注射成型，在中等固相率状态下，细小的初生晶球形固相凝固，制备获得微观上非均匀成分的异构组织镁合金。
所述阶段1中的多个料斗通道同时入料，随后通过不同的加热路径，根据加热路径的差异调整下料速度以及不同料筒中的传输速率形成稳定的配料混合比。
所述阶段2中的高固相状态浆料中固相率在40%以上，低固相或近液相状态浆料中固相率在20%以下。
所述阶段3中不同状态的半熔融粒子在注射料筒1中部汇合后，发生过冷组织转变，达到合适的固相率状态，其固相率在5~30%。
在阶段4中优选的注射螺杆5转速为50~100r/min，优选的模具温度为200~300℃，注射速度为3~6m/s。
不同通道入料采用同一种成分的镁合金粒子，或者可用不同成分的镁合金粒子，有利于形成异构半固态组织。
如图1所示，一种制备异构半固态组织镁合金的成型装置，包括本体，所述本体采用一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，所述本体包括注射料筒1和若干个储料料筒2，若干个储料料筒2沿着注射料筒1的轴向设置，所述注射料筒1的外侧设有注射加热器3，所述储料料筒2的外侧设有储料加热器4，所述注射料筒1的轴线上设有注射螺杆5，所述储料料筒2的轴线上设有储料螺杆6，所述注射料筒1的一端设有注射口1.1，所述注射料筒1远离注射口1.1的一端设有独立入料口，所述注射料筒1中的物料在注射螺杆5的螺旋推动下向注射口1.1方向移动，所述储料料筒2中的物料在储料螺杆6的螺旋推动下向注射料筒1内移动，所述储料料筒2呈倾斜设置在注射料筒1的一侧，所述储料料筒2的推料方向与注射料筒1的推料方向夹角小于90度。
所述独立入料口上连接有独立入料斗7，所述独立入料斗7与注射料筒1之间通过独立入料斗座8连接，独立入料斗座8内设有料斗通道，所述独立入料斗座8与注射料筒1的连接处呈垂直设置，所述独立入料斗座8的外侧设有独立入料斗座加热器9。
所述储料料筒2远离注射料筒1的一端设有独立储料料斗10，所述独立储料料斗10与储料料筒2之间通过独立储料料斗座11连接，所述独立储料料斗座11内设有料斗通道，所述独立储料料斗座11与储料料筒2的连接处呈垂直设置，所述独立储料料斗座11的外侧设有独立储料料斗座加热器12。
所述注射加热器3为多区分段加热，包括注射料筒前段加热器3.1和注射料筒后段加热器3.2和喷嘴加热器3.3，所述注射料筒前段加热器3.1设于独立入料斗7和储料料筒2与注射料筒1的连接处之间，所述注射料筒后段加热器3.2设于注射口1.1和储料料筒2与注射料筒1的连接处之间，所述注射料筒后段加热器3.2用于控制加热混合后的物料的温度，所述喷嘴加热器3.3设于注射口1.1的外侧。
以在注射料筒和储料料筒中加入相同的、含有多种不同成分的粒子为例，首先注射料筒中添加用于形成固相率在40%左右的高固相状浆料的粒子，并利用注射加热器对这些粒子进行加热熔融，使粒子形成的高固相浆料的初生晶中将含有较低含量Al、高含量Zn元素，同时，在储料料筒中添加用于形成固相率在20%以下的低固相或者近液相状浆料的粒子，并利用储料加热器对这些粒子进行加热熔融，使粒子形成的低固相或者近液相状浆料中的初生晶中将含有较高含量Al、低含量Zn元素，在完成熔融后再输送到注射料筒中进行混合，相较于传统半固态注射成型的制浆方式采用单一入料方式，本发明不仅可以避免镁合金只能经历单一路径的组织转变，浆料中的半固态初生晶易产生过热长大而形成玫瑰状枝晶的情况，还可以利用多通道入料过程中的加热，使镁合金粒子可以拥有更多获得热量的路径，镁合金制浆效率更高，从而缩短了熔融的周期，提高了热能的利用率，进而可以缩短大尺寸零件的成型周期；同样若需要各种不同相状的合金浆料，则可以多设置几个储料料筒用于加热不同相状的合金浆料。
实施例1，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子按1：1等同下料重量速率分别由独立入料斗7和独立储料料斗10加入，一个从储料机筒中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，一个从注射机筒中在注射螺杆5的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，注射物料加热器3.1设定加热至580℃，在汇合前达到高固相率30%，储料加热器4设定加热至620℃，在汇合前达到低固相率4.3%，随后不同状态的半熔融浆料在储料料筒2与注射料筒1的连接处汇合，形成细小的初生晶球形固相，通过控制混合物料加热器3.2的温度，使其固相率约为8%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得高性能的异构半固态组织镁合金，并且满足大注射量零件的试制，显微组织和力学性能如图4和表1所示，半固态晶粒细小、球化且均匀分布，达到屈服强度170MPa、抗拉强度270MPa，延伸率5.5%。
实施例2，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子按1：1等同下料重量速率分别由独立入料斗7和独立储料料斗10加入，一个从储料料筒2中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，一个从注射料筒1中在注射螺杆5的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，注射物料加热器3.1设定加热至575℃，在汇合前达到高固相率45%，储料加热器4设定加热至620℃，在汇合前达到低固相率4.3%，随后不同状态的半熔融浆料在储料料筒2与注射料筒1的连接处汇合，形成细小的初生晶球形固相，通过控制混合物料加热器3.2的温度，使其固相率约为18%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得高性能的异构半固态组织镁合金，并且满足大注射量零件的试制，显微组织和力学性能如图5和表1所示，半固态晶粒细小、球化且均匀分布，达到屈服强度160MPa、抗拉强度260MPa，延伸率6.5%。
实施例3，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子和AM60（Mg-6Al）镁合金粒子按1：1等同下料重量速率分别由独立入料斗7和独立储料料斗10加入，AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子从储料料筒2中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，AM60（Mg-6Al）镁合金粒子从注射料筒1中在注射螺杆5的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，注射物料加热器3.1设定加热至600℃，在汇合前达到高固相率38%，储料加热器4设定加热至610℃，在汇合前达到低固相率5.1%，随后不同状态的半熔融浆料在储料料筒2与注射料筒1的连接处汇合，形成细小的初生晶球形固相，通过控制混合物料加热器3.2的温度，使其固相率约为10%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得高性能的异构半固态组织镁合金，并且满足大注射量零件的试制，显微组织和力学性能如图6和表1所示，半固态晶粒细小、球化且均匀分布，达到屈服强度158MPa、抗拉强度280MPa，延伸率9%。
实施例4，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子、AM60（Mg-6Al）镁合金粒子和ZK60（Mg-6Zn）镁合金粒子按2：1：1等同下料重量速率分别由独立入料斗7和独立储料料斗10加入，AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子从注射料筒1中在注射螺杆5的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，AM60（Mg-6Al）镁合金粒子从一个储料料筒2中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，ZK60（Mg-6Zn）镁合金粒子从另一个储料料筒2中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，注射物料加热器3.1设定加热至610℃，在汇合前达到高固相率5.1%，用于输送AM60（Mg-6Al）镁合金粒子的储料加热器4设定加热至600℃，在汇合前达到低固相率38%，用于输送ZK60（Mg-6Zn）镁合金粒子的储料加热器4设定加热至610℃，在汇合前达到低固相率30%，随后不同状态的半熔融浆料在储料料筒2与注射料筒1的连接处汇合，形成细小的初生晶球形固相，通过控制混合物料加热器3.2的温度，使其固相率约为10%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得高性能的异构半固态组织镁合金，并且满足大注射量零件的试制，显微组织和力学性能如图7和表1所示，半固态晶粒细小、球化且均匀分布，达到屈服强度180MPa、抗拉强度300MPa，延伸率8%。
对比例1，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子由一个独立入料斗7加入，被注射螺杆5向前传输，在注射料筒1中加热至600℃，达到低固相率10.2%，再控温后使其固相率约为8%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得半固态组织镁合金，显微组织和力学性能如图8和表1所示，半固态晶粒发生长大枝晶化而不利于成型能力和力学性能，仅可达到屈服强度147MPa、抗拉强度220MPa，延伸率2.5%。
对比例2，将AZ91（Mg-9Al-1Zn）镁合金粒子按1：1等同下料重量速率分别由独立入料斗7和独立储料料斗10加入，一个从储料机筒中在储料螺杆6的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，一个从注射机筒中在注射螺杆5的作用下向储料料筒2与注射料筒1的连接处输送，注射物料加热器3.1和储料加热器4均设定加热至610℃，在汇合前达到相同的低固相率5.1%，随后不同状态的半熔融浆料在储料料筒2与注射料筒1的连接处汇合，再通过控制混合物料加热器3.2的温度，使其固相率约为5%，并在短时间内被注射螺杆5剪切，注射螺杆5转速为80r/min，通过注射喷嘴射入模具中高速冷却凝固，模具温度为250℃，注射速度为3.5m/s，制备获得高性能的异构半固态组织镁合金，并且满足大注射量零件的试制，显微组织和力学性能如图9和表1所示，半固态晶粒细小、球化且均匀分布，达到屈服强度148MPa、抗拉强度215MPa，延伸率2.2%。
表1
材料 成型能力 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(%) 耐腐蚀性能
实施例1 优 170 270 5.5 优
实施例2 优 160 260 6.5 优
实施例3 优 158 280 9 优
实施例4 优 180 300 8 良
对比例1 差 147 220 2.5 差
对比例2 差 148 215 2.2 差
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (4)

1.一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，其特征在于：
成型装置本体包括注射料筒（1）和若干个储料料筒（2），若干个储料料筒（2）沿着注射料筒（1）的轴向设置，所述注射料筒（1）的轴线上设有注射螺杆（5），所述储料料筒（2）的轴线上设有储料螺杆（6），所述注射料筒（1）的一端设有注射口（1.1），所述注射料筒（1）远离注射口（1.1）的一端设有独立入料口，所述注射料筒（1）中的物料在注射螺杆（5）的螺旋推动下向注射口（1.1）方向移动，所述储料料筒（2）中的物料在储料螺杆（6）的螺旋推动下向注射料筒（1）内移动，所述储料料筒（2）远离注射料筒（1）的一端设有独立储料料斗（10），所述独立储料料斗（10）与储料料筒（2）之间通过独立储料料斗座（11）连接，所述独立储料料斗座（11）内设有料斗通道，所述独立储料料斗座（11）与储料料筒（2）的连接处呈垂直设置，所述独立储料料斗座（11）的外侧设有独立储料料斗座加热器（12），所述独立入料口上连接有独立入料斗（7），所述独立入料斗（7）与注射料筒（1）之间通过独立入料斗座（8）连接，独立入料斗座（8）内设有料斗通道，所述独立入料斗座（8）与注射料筒（1）的连接处呈垂直设置，所述独立入料斗座（8）的外侧设有独立入料斗座加热器（9），所述注射料筒（1）的外侧设有注射加热器（3），所述储料料筒（2）的外侧设有储料加热器（4），所述注射加热器（3）为多区分段加热，包括注射料筒前段加热器（3.1）和注射料筒后段加热器（3.2）和喷嘴加热器（3.3），所述注射料筒前段加热器（3.1）设于独立入料斗（7）和储料料筒（2）与注射料筒（1）的连接处之间，所述注射料筒后段加热器（3.2）设于注射口（1.1）和储料料筒（2）与注射料筒（1）的连接处之间，所述注射料筒后段加热器（3.2）用于控制加热混合后的物料的温度，所述喷嘴加热器（3.3）设于注射口（1.1）的外侧；
采用多通道入料，不同的通道进行不同的控温、固液混合与注射的工艺协同，高效制备具有细小初生晶且成分异构特征的半固态组织镁合金；
阶段1：多个通道入料与分区加热，将镁合金的粒子由两个或两个以上的料斗通道加入，分别进入不同料筒中并通过相应的螺杆传输，按照不同的加热速率和目标温度进行快速加热；
阶段2：分区温控与组织控制，分别独立控制不同料筒内粒子保持在不同温度，至少有一种被加热至高固相状态，至少有一种被加热至低固相或近液相线状态，高固相状态浆料中固相率在40%以上，低固相或近液相状态浆料中固相率在20%以下；
阶段3：混浆转变，这些不同状态的半熔融粒子在注射料筒（1）中部汇合，产生过冷组织转变，形成细小的初生晶球形固相，并在短时间内被注射螺杆（5）剪切混合，通过注射料筒（1）再控温达到合适的中等固相率状态，并且此时固相与液相中合金成分存在微观上不同，不同状态的半熔融粒子在注射料筒（1）中部汇合后，发生过冷组织转变，达到合适的固相率状态，其固相率在5~30%；
阶段4：高速注射凝固，将具有良好触变特性的球状晶半固态浆料在高压高速下完成注射成型，在中等固相率状态下，细小的初生晶球形固相凝固，制备获得微观上非均匀成分的异构组织镁合金。
2.根据权利要求1所述的一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，其特征在于：不同通道入料采用同一种成分的镁合金粒子，或者采用不同成分的镁合金粒子，有利于形成异构半固态组织。
3.根据权利要求1所述的一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，其特征在于：所述阶段1中的多个料斗通道同时入料，随后通过不同的加热路径，根据加热路径的差异调整下料速度以及不同料筒中的传输速率形成稳定的配料混合比。
4.根据权利要求3所述一种制备异构半固态组织镁合金的成型工艺，其特征在于：所述储料料筒（2）呈倾斜设置在注射料筒（1）的一侧，所述储料料筒（2）的推料方向与注射料筒（1）的推料方向夹角小于或者等于90度。
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