噴射沉積法

噴射沉積是通過氣體噴霧器將液體金屬霧化為微米量級的液滴,大顆粒液滴依然是液態,小顆粒液滴在霧化過程中凝固,中等尺寸的液滴為半固態。在噴射氣體的作用下經高速冷卻(103K/s),這些顆粒沉積到預成形靶上並開始凝固、預成形,較高液相分數的液態和半固態液滴由於撞擊而分裂,而較高固相分數的固態和半固態顆粒則會分離為碎塊,靠半固態微粒的衝擊產生足夠的剪下力打碎其內部枝晶,凝固後成為顆粒狀組織,形成非枝晶組織,經再加熱後,獲得具有球形顆粒固相的半固態金屬漿料。在噴射成形過程中,一部分固相顆粒重熔和再凝固所經歷的時間較長,在預成形靶表面典型的局部凝固時間為10-2S數量級。

採用噴射沉積法製備具有非枝晶結構的錠坯,能得到一般熔鑄條件無法實現的細晶組織及某些高合金成分,如高鋁矽合金,尤其是均勻彌散的顆粒增強金屬基複合材料; 其次噴射沉積得到的預成形毛坯料,可為半固態成形大的複雜零件做好準備。目前該方法已套用到工業生產中,對鋁合金、黑色金屬和金屬基複合材料進行了成功的試驗和生產,晶粒尺寸可小至20μm。其缺點是生產成本較高,只適用於某些特殊產品,噴射沉積法設備、工藝都較為複雜,在國外此項技術較為成熟,我國還處於實驗室研究階段。

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