釤鐵氮合金液高壓霧化氮淬過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、釤鐵氮合金是磁性能的優(yōu)良永磁材料，其制粉工藝一直是其生產(chǎn)制備中的重要環(huán)節(jié)，其中緊耦合氣霧化噴嘴是金屬熔體制粉工藝中的關(guān)鍵技術(shù)之一。霧化目的就是將釤鐵氮熔體進行破碎，得到顆粒度小，尺寸均勻；并使霧滴與高速運動的氣體充分接觸增強換熱作用，令霧滴快速冷卻成固體顆粒粉末，為滲氮控氮提高良好的條件，從而得到磁性能較好的釤鐵氮粉體。通過對釤鐵氮系合金熔體進行霧化氮淬模擬，分析其霧化特性，得到霧化過程中顆粒冷卻情況，顆粒尺寸分布等結(jié)果，為釤鐵氮合金液

2、的霧化氮淬實驗提供重要依據(jù)。
　　通過理論分析熔體霧化破碎的全過程，建立了旋轉(zhuǎn)流場初始破碎理論模型和二次破碎模型。結(jié)合理論模型，模擬了熔體液流初始霧化過程，并根據(jù)氣液兩相在噴嘴出口附近的模擬結(jié)果，對噴嘴外二次霧化氮淬過程進行了模擬研究。
　　對于初始霧化過程，將旋流式氣流霧化與無旋氣流的霧化進行對比，發(fā)現(xiàn)相同流量下，旋轉(zhuǎn)氣流會形成中心上升氣流，使熔體射流向液膜狀變形；而無旋氣流則加大了熔體的聚集程度，不利于霧化的進行。此外，

3、隨著旋轉(zhuǎn)氣流流量的增加，熔體液流會從噴泉狀射流向傘狀液膜突變，突變發(fā)生時氣體流量為0.0038kg/s。
　　通過對影響霧化特性的因素進行優(yōu)化，模擬研究發(fā)現(xiàn)，霧化角度45°并充分過熱（過熱度500℃）時，氣體對熔體的沖擊和冷卻效果最明顯；將過熱度控制在100℃時，既能達到較好的霧化效果，又不會帶入過多的熱量使凝固前飛行距離較短；最后還分析了不同組分-環(huán)境壓力下的霧化過程，發(fā)現(xiàn)提高環(huán)境壓力會明顯改善霧化效果；將Ar2氣體混合到N2氣