增材制造用18Ni300粉末的紧耦合气雾化制备技术研究

发布时间：2025-02-06 12:47

　　紧耦合气雾化技术能够制备粒度小、球形度高、流动性好的金属粉末,经过长时间发展,该技术已经成为大规模制备粉末,尤其是增材制造用金属与合金粉末的重要技术。然而,由于缺乏对紧耦合气雾化流场机理的揭示以及缺乏雾化工艺参数对粉末特性影响规律的系统研究,导致当前紧耦合气雾化制粉技术存在细粉收得率低、雾化过程稳定性差等常见问题。基于上述原因,本文首先采用“Ansys Fluent”软件对雾化流场进行数值模拟,揭示紧耦合气雾化流场的基本特征,指导雾化器结构设计及工艺参数优化,随后选取金属增材制造领域应用前景较大的18Ni300模具钢作为研究对象,结合实验研究不同雾化器结构对雾化过程稳定性的影响及雾化工艺参数、雾化介质对18Ni300金属粉末特性的影响规律。研究结果如下:紧耦合气雾化典型流场内有倒锥形回流区,回流区顶端气体滞留点处气流速度为零,回流区外侧有桶状激波,桶状激波相交形成弓状正激波,即马赫碟。结构参数环缝间隙和工艺参数雾化压力对雾化流场影响显著,当环缝间隙为1.2 mm、雾化压力为4.5 MPa时回流区范围最大,且流场中最大气流速度为671 m/s,最低温度为74 K,最大马赫数为4.66。参考...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1自由落体式与限制式喷嘴[17]

图1-1自由落体式与限制式喷嘴[17]由落体式喷嘴易于设计且喷嘴不易堵塞，但由于熔体与气流距离较远效率低，耗气量大，难以生产高熔点金属的缺点。限制式喷嘴的熔体较短，雾化效率比自由式高，然而存在设计困难，雾化过程不稳定的48年，Thompson通过对不同雾化条件下铝粉的气雾....

图1-2气体上喷式雾化喷嘴[25]

气流压差引起负压P，P与气体压力的变化有关不断变小，气体动能更容易转化为金属熔体的对限制式喷嘴进行实验，得出雾化过程是气体动要增加雾化效率，获得小粒度粉末，就必须增结论。气体与金属熔体的能量转化效率与二者的出气流到金属熔体距离最短的紧耦合气雾化喷嘴率高，紧耦合气雾化技术制备的....

图1-3低压Gas-Water雾化制粉装置

uss研究了气体状态方程：PV=nRT（即在环境导致气体在雾化腔内受热膨胀，这使得出口处uss改进了紧耦合气雾化技术，研制出热气体MIT的Ali和Chris详细研究各种雾化工leSpray）概念，即当金属熔体离开喷嘴时，了获取均匀尺寸的液滴，应采用中速喷射，喷碎....

图1-4雾化装置图

通过改变雾化气体的压力与调节导液管伸液比值对雾化结果的影响进行探究[31]。结压的增加，熔体流动速率降低，气体与熔mant等人使用了一种DeLaval喷嘴[32]，通如何提高气雾化粉末微细粉收得率、增加aval喷嘴雾化时初始区域内气流状态为层为湍流。由于是自由式气雾化，....

本文编号：4030448