半固态金属锻造与半固态金属触变压铸实质上并无明显差别，其主要不同之处在于半固态金属在锻造设备上加工成形。锻造半固态金属可以在较低的压力下进行，如图8所示［6］，这使得一些传统锻造无法成形的形状复杂构件可以用半固态金属锻造方法来生产。在半固态金属锻造领域中占领先地位的是美国Alumax公司的子公司Alumax Engineered Metal Processes(AEMP)［9］。位于田纳西州Jackson的工厂耗资7500万美元，利用该公司拥有的半固态金属锻造专利技术，每年能生产2.25万吨高质量的汽车零件。该公司最近在阿肯色州的Bentonville又建造了一个生产汽车零件的工厂，该厂装备有二条完整的半固态金属锻件生产线。其生产流程为将铝合金液冷却至半固态，用电磁搅拌装置搅拌后在水平连铸机上铸成坯料，其晶粒直径约为30μm。切断的坯料感应加热至半固态(固相率约为0.5)，在立式压力机上锻造。锻造速度每秒几百mm到一千多mm，模压从几MPa到十多MPa，甚至更高。材料的加热、运送、夹持和锻造均实现了自动化。Alumax生产的第一个半固态锻件为福特汽车空调压缩机前、后外壳。克莱斯勒公司214匹马力3.5L24气门V-6发动机上也首次使用Alumax的半固态锻造铝合金摇臂轴支座。由于减少了机械加工，357铝合金半固态锻件支座的单价较球铁的还低13美分。代替球铁的另一个零件是皮带轮枢轴托架，其重量由球铁的0.31kg减为0.16kg。采用半固态锻造后衬套与皮带轮安装螺柱可以整体地成型在枢轴托架中，与球铁件相比，每个半固态锻造的铝件可节约费用2.15美元［15］。
图8 固相率对压缩变形抗力变化的影响
3.3 压射成形
1988年美国DOW Chemical Co发明了一种新的半固态金属成形法，该法将普通压铸与注塑成形这两种工艺结合在一起，取消了通常的熔化设备，是一种一步成形的半固态镁合金加工方法，并取得了专利。1990年后在密执安的Ann Arbor成立了独立的Thixomat,Inc.从事该项技术的商业性经营。第二代设备于1991年10月投入使用。由HPM公司制造的3920kN半固态触变成形压射设备主要由两部份组成，其模具的锁型机构与普通压铸机的相同，而压射机构则采用带电热装置的螺旋式压射机构，其原理如图9所示［16］。颗粒状的AZ91D镁合金通过加料器加入到多段控温的圆筒中，为防止氧化从加料器处通入氩气，圆筒内装有可前后运动及旋转的螺旋搅拌器。圆筒用感应与电阻两种方式加热。转动的螺旋将加热至半固态的原材料向前输送，材料在混合的同时受剪切力的作用，当一定数量的半固态镁合金进入螺旋前方的储存室后，螺旋即以预定的速度向前运动，将金属浆料压射入模腔，压射完成后，螺旋向后回复到原位。该设备的生产率为123kg/h，可以生产的最大零件的质量为1.5kg。对于AZ91D镁合金压射温度为580℃，较普通压铸低70～80℃，此时金属浆料的固相率为0.3。设备从室温启动到达到工作温度约需90min。螺旋压射时的速度为250～380cm/s，半固态金属所受的压强为31～55MPa。设备由计算机控制，运行1h的平均能耗约为29kW。该法生产的零件尺寸精确，性能也较压铸的更为优越，见表3。而镁合金零件的价格则较热室压铸机生产的低10%［17］。利用该技术已生产了50万个以上的调整器变速箱壳体，生产的零件还有工业电子显示器框架、铰接件、电子仪器壳体等。利用该项技术已有40多种零件通过了原型试验，遍及汽车、电子及消费品各个领域。
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