雾化气体和熔滴速度的研究

从理论与实验两方面研究了雾化气体流速场和雾化熵滴与气体流场的交互作用,建阙雾化气体和熔滴流速的数学模型,探讨了雾化熵滴对雾化气体流速的影响。     

气雾化微细金属粉末的生产工艺研究

介绍了气雾化微细金属粉的生产工艺，金属熔炼，雾化制粉，粉末分级及收集都是在保护气氛中进行，气体喷嘴和漏液嘴紧密耦合并用高压气体雾化。生产的金属粉末颗粒为球形，流动性好，氧含量低，细粉收得率高，可为粉末冶金及相关行业提供优质的金属粉末原料。     

气体雾化法制备粉体方法概述

气体雾化法作为3D打印粉体的主要制备方法,在气雾化法应用过程中技术不断更新迭代,其工艺和技术有了长足的发展。参照3D打印粉体应用要求,从目前国内外相关气体雾化技术进行对比,并从气体雾化过程和气体雾化条件对粉体性能的影响进行分析,探索气体雾化粉体的关键工艺及技术发展的可能性。     

真空气雾化参数对粉末粒度及形貌的影响研究

对雾化压力、雾化气体温度等雾化参数对粉末粒度、形貌的影响进行了研究。试验结果表明,雾化压力在2.3~3.2MPa范围内对粉末粒度影响不大,当雾化压力超过3.5MPa时,粉末粒度开始变细小。雾化气体温度对粉末粒度影响最大,较高的雾化气体温度有利于获得较细小的粉末。     

气体雾化制粉技术研究综述

气体雾化法制备的金属粉末具有粒度细小、球形度好、纯净度高的特点。近年来,随着3D打印技术的发展,气体雾化制粉技术受到广泛关注。总结了目前国内外对气体雾化制粉技术的研究进展,主要包括雾化工艺参数对粉末特性的影响以及气体雾化制粉过程中单相气体流场结构、高温熔体初次破碎过程和熔滴二次破碎过程的模拟仿真。     

金属粉末气雾化技术研究新进展

气雾化制粉技术因粉末球形度高、气体杂质含量低等优点已经成为现在一种重要的粉末制备方法。雾化过程可粗略分为破碎和凝固两部分,涉及传热,物质交换以及多相流相互耦合等复杂现象。目前,人们对与雾化机理以及工艺参数的控制方法没有系统认识,制约了气雾化技术快速发展和工业化生产。本文简述了气雾化制粉中合金熔体的破碎行为机理,总结了最近几年关于气体流场结构、雾化工艺参数优化和计算流体力学在气雾化技术中的研究新进展,并且介绍了一些新技术在气雾化研究中的应用。     

真空气雾化制备MIM用316L粉末研究

采用不同的雾化介质及雾化气体温度对注射成型用316L粉末粒度、形貌的影响进行了研究。试验结果表明,雾化气体温度对粉末粒度影响较大,较高的雾化气体温度有利于获得较细小的粉末。另外,采用氩气进行雾化比采用氮气进行雾化得到的粉末更细小,但是细粉之间易粘连,松装密度有所下降。     

电极感应熔化气体雾化制粉工艺气体流场模拟研究

采用计算流体动力学FLUENT软件模拟研究了电极感应熔化气体雾化制粉工艺的气体流场状态,分析了雾化气体压力、气体温度以及熔化室与雾化室气体压力差对气体流场特征的影响规律。结果表明,不同工艺参数下,气体流场均为一系列膨胀波和压缩波形成的“项链状”射流结构;提高气体压力和温度能有效提高气体射流速度,理论上有利于熔体破碎,但气体压力过大会导致气体回流区影响范围增加,并向喷嘴中心孔（熔体下落通道）方向移动,可能会阻碍熔体下落,造成熔体喷溅;提高熔化室与雾化室气体压力差,能明显抑制气体回流区的形成,保证熔体顺利下落,但会使雾化室内气体射流速度下降,降低熔体破碎效果。     

导流管长度和雾化压力对气体回流影响的数值模拟及实验研究

金属3D打印专用球形粉末普遍采用气雾化法制备,无坩埚电极感应气雾化技术（EIGA）制备的金属粉末具有氧增量低、细粉收得率较高、球形度高、流动性好等优点。实验对雾化喷嘴导流管底端的气流场进行了数值模拟,研究导流管长度和雾化压力对气体回流的影响,并通过雾化实验对模拟结果进行了验证。结果表明：导流管长度存在一临界值,当长度低于临界值时,雾化喷嘴环缝外侧气体的流速高于内侧气体的流速,气体易回流进入导流管内部,导致较多缺陷粉产生;长度高于临界值时,环缝内侧气体的流速高于外侧气体的流速,气体回流现象消失,缺陷粉数量大幅减少。雾化压力主要影响粉末的粒径,雾化压力越大,粉末粒径越小。     

雾化气体压力对Sn_(0.3)Ag_(0.7)Cu焊锡粉末特性的影响

利用超音速气雾化装置制备了Sn0.3Ag0.7Cu无铅焊锡粉末,用扫描电子显微镜和激光粒度分析仪对粉末的微观形貌和粒度分布进行表征,并提出一种反应质量差法计算粉末的氧含量,分析了雾化气体压力对粉末有效雾化率、微观形貌、粒度分布以及氧化程度的影响。结果表明:雾化气体压力对粉末的有效雾化率、微观形貌、粒度分布影响较大。粉末的有效雾化率随雾化气体压力的增加而不断提高;相对高的气压下粉末球形度好,0.6 MPa压力下雾化粉末的球形度好且无团聚;随着雾化气体压力的增大,粉末不断细化,且随着雾化压力的提高,粉末粒度减小幅度逐渐变缓;粉末中的氧含量随雾化气体压力的增大略有增加,高的氧含量使粉末表面粗糙度增大。     

TiAl预合金粉末制备的研究进展

高品质的预合金粉末是以粉末冶金工艺制备高性能TiAl基合金材料的基础。介绍了目前可用于规模化生产TiAl预合金粉末的各种雾化制备技术,包括惰性气体雾化法、转盘雾化法和等离子旋转电极雾化法,其中惰性气体雾化法又分为等离子感应熔炼定向气雾化法和电极感应熔炼气雾化法。分析了各种雾化制备技术的特点,并对国内外TiAl预合金粉末制备的研究进展进行了综述。     

气雾化法制备3D打印金属粉末的技术研究进展

在金属3D打印行业,粉末作为直接原料,其制备方法多样。目前,气雾化制粉技术应用最为广泛。本文主要概述了金属粉末的主要性能参数和气雾化法制备金属粉末的基本原理。根据雾化喷嘴和加热元件的不同衍生出多种气雾化技术,针对这些技术,进行了简单的阐述、分析和比较。其中,紧耦合气雾化技术应用较多,无坩埚电极感应熔炼气体雾化法适用活性金属粉末的制备。最后,对气雾化法制备3D打印金属粉末的技术进行了总结。     

气雾化制粉技术发展历程及展望

气雾化制粉具有环境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷却速率大等优点.经过多年的不断创新和完善,气雾化制粉技术已发展为生产高性能金属及合金粉末的主要方法,成为支撑和推动新材料研究及新技术开发的先导因素.然而,气雾化制粉工艺本身是一个多相流相互耦合作用的复杂过程,人们对气雾化机理至今仍未能透彻认识;在大批量低成本制备均匀、微细粉末方面仍面临严峻的挑战.期待技术的改进,甚至雾化原理的突破.就此,本文简要回顾了气雾化制粉技术的发展历程,着重介绍了近年来的研究进展和技术创新成果,并对其发展前景进行了探讨和展望.     

Droplet solidification and gas-droplet thermal coupling in the atomization of a Cu-6Sn alloy

The accurate prediction of solidification cooling rates of droplets in gas atomization is critical to the production of quality powders and spray deposits. Despite many sophisticated on-line measuring instruments and numerous mathematical models, an experimentally verified analysis of droplet cooling in gas atomization is still lacking. Impulse atomization offers a unique single-fluid atomization technique with controlled gas-droplet heat transfer. This technique was, therefore, used to generate a reliable cell-spacing vs cooling-rate relationship for Cu-6Sn. Subsequently, the cell spacing was measured for gas-atomized (GA) particles that were collected with quench probes in known parts of the melt spray. Using the calibration work done on impulse atomization and the sampling positions in gas atomization, the effect of particle size, spray parameters, and location in the spray are analyzed. This analysis incorporates other on-line diagnostics in gas atomization to relate atomized droplets to GA processing conditions. A comparison between impulse atomization and gas atomization is also discussed. This work clearly demonstrates that the droplet cooling rate is more strongly affected by the gas temperature than by the droplet-gas relative velocity. In addition, the thermal Stokes number is a useful parameter to assess the amount of two-way thermal coupling in a given spray. Hence, sprays with low thermal Stokes numbers having droplets of the same size will experience lower cooling rates and have correspondingly higher gas temperatures.     

气雾化镁和镁铝合金粉的试制

介绍了用超音速高纯氮气流来生产气雾化镁和镁铝合金粉的设想。实验结果证明此方法可行，产品的质量优于国标。     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。     

气雾化球形金属粉末形成机理的研究进展

气雾化法是最早用来生产球形金属粉末的技术之一,有力地支持着3D打印技术的发展。由于粉末形成过程复杂,难以直接观察研究,为此研究人员采用仿真模拟的方法再现气雾化过程,揭示粉末形成机理。综述了气雾化过程中气流速度分布特征、金属熔体到粉末过程中破碎、球化、飞行、凝固的理论模型的研究成果,总结了影响粉末颗粒的形成过程相关的物理性能参数与工艺参数。最后指出气雾化制粉理论研究的发展趋势。     

超音速气雾化喷嘴中抽吸压力变化规律的研究

对超音速气雾化喷嘴中抽吸压力ΔP的变化进行了试验研究,重点考察了雾化气体压力P0、气流夹角α、导液管锥顶角β及突出长度h对抽吸压力的影响。试验结果表明,在(0.5～4.0MPa)雾化压力范围内,抽吸压力皆呈负压状态。但抽吸压力变化分三阶段:随着雾化压力的增加,雾化压力在0.5～1.5MPa范围内,抽吸压力减小;雾化压力在1.5～3.5MPa之间时,抽吸压力逐渐增大,并达到一个最大值;当雾化压力超过3.5MPa后,抽吸压力又逐渐降低。锥顶角越大,抽吸压力越大;而雾化压力升高到或大于3.23MPa时,随着突出长度的增加,抽吸压力逐渐减小。