往复式管坯喷射沉积的模型建立及运动参数优化

介绍了基底往复式喷射成形制备大壁厚管坯的工艺原理,并对雾化锥流率的空间分布和单层沉积轨迹进行了研究,在此基础上建立了单层沉积的数学模型.针对此模型和沉积轨迹的螺旋特性,分析了模型参数(mmax,a,d)和基底运动参数(w,v)对单层沉积特性的影响以及基底半径对单层沉积厚度的影响.通过对多旋转周期沉积轮廓叠加的单层沉积厚度的仿真,优化了管坯制备的运动参数(w,v).     

喷射沉积过程计算机模拟

在分析喷射沉积过程主要特点的基础上,着重分析了影响喷射沉积过程各参数之间的复杂关系.这种复杂关系难以用一个简单的物理模型加以描述.目前国内外普遍使用计算机模拟的方法来预测沉积坯锭的形状与性能.讨论了模拟过程的一般方法,比较详细地叙述了金属释放、金属雾化和金属凝固等三个物理过程的模拟方法,举例说明了模拟结果和实际相符合的事实,表明了模拟结果的可靠性.最后,说明了模拟的前沿问题和热点问题.     

镍的摩擦辅助喷射电沉积过程及沉积效率

分别使用传统喷射电沉积和摩擦辅助喷射电沉积技术制备一组不同沉积时间的镍沉积层,并采用非接触式表面三维形貌仪对其表面形貌进行观察,采用XRD分析沉积层的晶粒大小和织构随沉积时间的变化,用TEM观察沉积层组织机构的不同,通过沉积层的厚度分析对两种方法的沉积效率和稳定性进行比较。结果表明:传统喷射电沉积镍层随着沉积时间的增加表面逐渐变得粗糙,沉积时间由20 min增加至120 min时,粗糙度Ra值由212 nm增加至282 nm,而摩擦辅助喷射电沉积镍层可以始终保持光亮平整,Ra值由最初的228 nm逐渐减小,并最终稳定在171 nm左右;摩擦辅助装置的加入对喷射电沉积效率影响很小,但使沉积的均匀性和稳定性得以提高;同时,该装置细化晶粒,使平均晶粒大小由15.6 nm减少至10.9 nm。     

多层喷射沉积规律

对多层喷射沉积规律进行了研究，结果表明，多层喷射沉积工艺的最佳沉积条件取决于喷射距离，基体和加热坩埚的运动速度，金属液体的过热温度以及气体与金属液体的质量比等工艺参数，多层喷射沉积工艺和传统的单次喷射沉积工艺相比，易于实现最佳沉积条件。     

往复扫描喷射沉积过程中雾化器运动的研究

雾化器运动是雾化器往复扫描喷射沉积过程中一个非常重要的因素。研究了雾化器往复扫描喷射沉积过程中雾化器的运动，总结了不同的喷射距离下，雾化器喷射密度函数的分布以及雾化器在扫描过程中运动速度v与沉积锭坯半径R之间的关系。在雾化器往复扫描喷射沉积过程中，根据对雾化器运动的研究进行数值模拟，实现了喷射沉积过程的工艺优化，为进一步研究喷射沉积过程提供了理论依据，对于工业生产也具有指导意义。     

往复式喷射成形管坯沉积特性及运动参数优化

介绍基底往复式喷射成形制备大壁厚管坯的工艺原理。研究单层沉积轨迹特性及其数学模型,针对沉积轨迹螺旋特性,分析基底运动参数（ω,v）对单层沉积特性的影响。建立多旋转周期沉积轮廓叠加的单层沉积厚度模型,利用该模型在不同沉积轨迹螺距下,对沉积厚度进行计算仿真,获得保证均匀沉积面的运动参数优化条件。在此基础上,提出单层沉积厚度的简易计算方法,并通过实验进行了验证,测量结果与预测值一致性较好。将研究结果用于实际喷射成形管坯生产中,制备得到表面形貌良好、性能稳定的管坯。     

氮气喷射沉积镁合金传热过程分析

针对氮气喷射沉积镁合金雾化过程中的快速散热阻燃行为,采用数学模型模拟了镁合金喷射沉积过程中雾化气体与液滴之间的传热情况.结果表明,雾化气体速度随着喷射距离的增加呈单调递减趋势;雾化液滴先加速飞行,在液滴和气体速度相等后开始减速,随着粒径增大,液滴的最大速度减小;传热系数先减小再增加,且随着液滴粒径减小而增大,其平均值均在l000W· m-2·K-1以上;液滴的温度持续降低;在雾化阶段,液滴与气体之间传热的最小速率远远大于反应放热的最大速率,避免了喷射沉积过程中热量的蓄积,从而保障了氮气喷射沉积制备镁合金过程的生产安全.     

喷射沉积（Osprey）工艺研究

介绍了喷射成形制备材料的方法。在自行研制的小型喷射成形装置上对铝进行了喷射沉积试验，并制造出预成型盘件。研究表明，喷射沉积材料晶粒细小、组织均匀，致密度接近１００％，硬度、抗拉强度和规定非比例伸长应力等指标均比铸态有明显改善。     

雾化喷射沉积成型凝固过程模拟Ⅱ.Al-Cu合金的计算结果

根据本文作者提出的喷射沉积成型沉积体内的凝固模型,对典型的Al-Cu合金进行了计算分析结果表明,工艺参数（如沉积速率和沉积时雾化锥的温度）和材料的热物性（如界面换热系数）对沉积体内的凝固过程有明显影响在沉积热力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下,沉积表面的温度随工艺参数和材料热物性发生显著变化所以,必须以沉积表面温度的变化作为工艺控制的参考、以往提出的以沉积前雾化锥热力学状态作为工艺控制标准的原则需要重新加以考虑     

喷雾沉积高硅ZA27合金的组织与性能

报道喷雾沉积高硅ＺＡ２７合金的组织和高温性能，采用环缝式雾化器，氮气雾化，钢基底水平单向运动，合金成分为标准ＺＡ２７中添加４％Ｓｉ和０．３％Ｆｅ，喷雾沉积组织由孔洞（２－４％）富硅相（３９－４０％）和基体构成，富硅相呈球状弥散均匀分布，时效之前，喷雾沉积与常规铸造高硅ＺＡ２７合金的显微硬度和高温（１５０℃）硬度没有明显差别，长期时效之后，喷雾沉积合金的上述性能明显高于常规铸造合金，喷雾沉积与合金化     

A NOVEL MULTI-LAYER SPRAY DEPOSITION TECHNOLOGY

ＡＮＯＶＥＬＭＵＬＴＩ－ＬＡＹＥＲＳＰＲＡＹＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＣｈｅｎＺｈｅｎｈｕａ；ＨｕａｎｇＰｅｉｙｕｎ；ＪｉａｎｇＸｉａｎｇｙａｎｇ；ＷａｎｇＹｕｎ；ＰｅｎｇＣｈａｏｑｕｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏｎ－Ｅ...     

喷射沉积Al-3．8Li-0．8Mg-0．4Cu-0．13Zr合金的显微组织与拉伸性能

采用新型的喷射沉积快速凝固工艺制备了Ａｌ３．８Ｌｉ０．８Ｍｇ０．４Ｃｕ０．１３Ｚｒ合金，并对合金的显微组织与拉伸性能进行了实验研究。实验结果表明，沉积态合金组织为细小、均匀的等轴晶，晶粒尺寸大多在５～２０μｍ范围内。经热挤压后合金组织中的晶粒呈“砖块”状或“竹节”状形貌特征，晶界上破碎的氧化物很少。时效析出不规则形状的δ′相粒子和球壳状β′δ′复合沉淀相。δ′粒子的粗化速度较快，δ′粒子间距随时间增大的趋势不明显。喷射沉积ＡｌＬｉ合金短时间时效（１９０℃，１０ｈ）即可达到峰时效状态，此时材料的综合性能最优（σｂ＝５３４ＭＰａ，σ０．２＝４８０ＭＰａ，延伸率为１０％）。与粉末冶金ＡｌＬｉ合金相比，材料的塑性明显改善而强度相当。     

材料制备工艺的计算机模拟

评述了计算机模拟技术在材料制备工艺中的作用、研究现状、动向与今后发展趋势．在此基础上对该领域的发展提出了若干建议．     

喷射沉积Al—5.5Cu／TiB2自生复合材料的显微组织及性能

研究了采用喷射沉积工艺制得的Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＢ２（２０％）自生复合材料的沉积态及挤压态显微组织：沉积态组织细小,颗粒分布均匀,颗粒与基体界面结合良好,很少出现孔洞,原铸态自生组织中呈针片状的ＴｉＡｌ３相消失而呈颗粒状分布,析出相细小弥散;挤压态组织中孔洞基本弥合,纵向组织具有一定方向性,颗粒分布有些不均匀（有一定的条带）。力学性能测试结果表明：喷射沉积后的Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＢ２自生复合材料的抗拉强度比铸态提高约５０ＭＰａ,延伸率则提高５００％左右,耐磨性能也有较大提高     

离心喷射沉积距离对TiAl基合金组织的影响

研究了γＴｉＡｌ基合金经离心喷射沉积成形时不同喷射距离对合金组织的影响。合金经等离子弧熔炼并重熔后，在真空条件下进行离心喷射沉积成形，喷射沉积距离分别为２００、３００、４００和５００ｍｍ。结果表明，经离心喷射沉积后的合金仍存在着孔隙，且随喷射距离的增加，孔隙率增加，孔隙越细密。成形后的组织结构为层片状组织，其形貌、层片大小也随成形距离的不同而变化     

喷射成形中金属液滴凝固过程的计算机模拟

在群体动力学方法的基础上，提出了描述合金雾化液滴凝固过程动力学的数学模型，并将其与液滴的传热方程和运动方程相耦合，对A1—4．5％Cu(质量分数)合金液滴的冷却凝固过程进行了分析．结果表明，液滴冷却至一定温度时开始形核，随后晶粒长大；在形核过程中，晶粒尺寸分布区间较宽，形核后晶粒尺寸分布区间逐渐减小；液滴直径越小，冷却速度越快，晶粒数量密度越大，凝固结束时晶粒越细小．     

FRICTION－WEAR PROPERTY OF HIGH SILICON ZA27 ALLOY PREPARED BY SPRAY DEPOSITION

ＦＲＩＣＴＩＯＮ－ＷＥＡＲＰＲＯＰＥＲＴＹＯＦＨＩＧＨＳＩＬＩＣＯＮＺＡ２７ＡＬＬＯＹＰＲＥＰＡＲＥＤＢＹＳＰＲＡＹＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ￥ＹａｎｇＬｉｕｓｈｕａｎ；ＬｉｕＹｏｎｇｃｈａｎｇ；ＹａｎｇＧｅｎｃａｎｇ；ＺｈｏｕＹａｏｈｅ（ＳｔａｔｅＫｅｙ...     

喷射成形圆柱坯的计算机模拟与工艺设计

建立了描述喷射成形圆柱坯形状演化过程的数学模型，找到了一种较为简便的计算屏蔽系数的方法，研究了圆柱坯的生长规律．模拟结果表明，雾化参数、沉积盘的下拉速率和起始偏心距等是影响沉积坯形状演化的重要因素；喷射角主要影响上部过渡区的形状；而沉积盘转速在一定范围内变化时，对沉积坯形状演化几乎没有影响．喷射成形开始一段时间后，沉积坯顶点的生长速率将等于沉积器的下拉速率．在其它参数一定的情况下，通过适当选取起始偏心距，可以缩短沉积坯进入稳态生长的时间．模型结果与实验结果吻合较好．提出了喷射成形圆柱坯工艺的设计思路．