噴射成形霧化及沉積過程自調(diào)節(jié)特性研究.pdf

1、得益于凝固快速、半固態(tài)成形、近終形成形等特點(diǎn)，噴射沉積技術(shù)在制備高性能的金屬合金材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)的關(guān)鍵核心工藝主要在金屬熔體的霧化和沉積兩個(gè)階段。本文主要針對(duì)以上兩個(gè)方面，采取理論建模、數(shù)值仿真、對(duì)比分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式，對(duì)噴射成形的霧化器的流場分布、霧化效果和沉積過程機(jī)理進(jìn)行研究，分析不同霧化器結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同霧化氣體溫度對(duì)金屬熔體霧化質(zhì)量的影響，探索錠坯沉積的自調(diào)節(jié)特性，為實(shí)際生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。
　　采用AN

2、SYS FLUENT軟件，基于仿真方法研究分析了不同結(jié)構(gòu)霧化器的流場狀態(tài)和霧化效果。從兩種典型結(jié)構(gòu)的霧化器入手，對(duì)比分析了限制式霧化器和非限制結(jié)構(gòu)霧化的霧化效果和各自優(yōu)缺點(diǎn)，研究了導(dǎo)液管直徑、噴射角度對(duì)霧化效果的影響。進(jìn)一步地，對(duì)比研究了環(huán)縫型霧化器和環(huán)孔型霧化器的霧化效果。
　　研究分析了霧化氣體溫度對(duì)氣體速度及霧化效果的影響。在非限制性結(jié)構(gòu)霧化器中，金屬液流主要是在霧化氣體出口下方與其撞擊進(jìn)行霧化，因而增大霧化氣體的速度就可以

3、有效提高霧化效果。本文采用非限制性結(jié)構(gòu)的霧化器，研究霧化氣體溫度對(duì)氣體速度、壓力及其分布的影響和對(duì)金屬霧化效果的影響。
　　研究分析了沉積過程的錠坯生長機(jī)理。以沉積軌跡法和質(zhì)量平鋪法為基礎(chǔ)，建立了錠坯沉積過程的數(shù)學(xué)模型，對(duì)沉積過程的自調(diào)節(jié)特性進(jìn)行了分析和模擬仿真，分析了霧化器安裝偏心距、初始傾斜角度等參數(shù)對(duì)自調(diào)節(jié)特性的影響規(guī)律，研究了自調(diào)節(jié)特性的收斂條件，獲得了收斂臨界參數(shù)范圍。
　　在上述理論研究和仿真分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了