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1、题目：喷射沉积技术的发展及其应用院（部）系材料科学与工程所学专业材料工程年级、班级2014级完成人姓名卫明学号2014730056喷射沉积技术的发展及其应用摘要：喷射沉积技术是一种新的金属成形工艺,作为高性能结构件的一种先进制坯技术,应用愈来愈广泛。本文对该工艺进行了综述，并介绍了喷射沉积技术的特点及其在诸多领域的应用现状。关键词：喷射沉积；应用；现状DevelopmentandItsApplicationofSprayDepositionTechnologyAbstract: Thespraydepositiontech
2、nologyisanewmetalformingtechnology.Asanadvancedtechnology,itwasappliedmorewidelyinmanufacturinghigh-performancestructuralblanks.Theprocesswasreviewedandthecharacteristicofspraydepositiontechnologyandprospectsofsprayformingandapplicationstatus. Keywords: sprayformi
3、ng；application；status1.前言金属的喷射沉积技术是一种新的金属成形工艺。由于人们对液态金属经雾化到动态固结这一过程的不同理解,它往往又被冠之以喷射成形(SF)、喷射沉积(SD)、喷射铸造(SC)、液体动态固结(LDC)及控制喷射沉积(CSD)等名称。喷射成形的概念最早是由英国Swansea大学冶金及材料工程系Singer教授于1968年首先提出,并于1972年获得专利[1]，而作为一种工程技术则是从1974年英国OsprayMetals公司取得专利权开始。喷射成形技术包括金属熔化、雾化和沉积等三个工艺过
4、程。即将金属熔化成液态金属后,雾化成熔滴颗粒,随即直接沉积在具有一定形状的收集器上,从而获得致密的大块金属实体。这一过程全部是在密闭舱体内完成,完全取消了粉末处理、烧结等工序,避免了金属的污染。由于液态金属是在惰性气流作用下雾化和沉积,所获得的金属实体具有偏析小、晶粒细小等特性[2]。利用这一技术可以得到一般快速凝固方法无法得到的大尺寸的金属实体。总之,雾化喷射沉积技术既克服了传统铸造过程中存在的晶粒粗大、偏析严重的缺点,又屏弃了粉末冶金工艺中工序繁多、氧化严重等不足,同时又兼有粉末冶金技术的优点,是一种极具竞争力的快速凝
5、固工艺。因此引起了各国科技、企业界的广泛重视,得到了迅速的发展。喷射沉积技术是在Ospray技术的基础上增加真空熔化处理技术而形成的。预处理的合金在坩埚中通过真空感应冶炼后,通过漏斗状计量口流入Ospray工艺装置,熔化的合金流经过2次高纯度的氩气雾化成很细的雾滴[3]。再将雾化后的金属熔滴直接喷射到金属基底，在基底上沉积形成半凝固沉积层,依靠金属基底的热传导使沉积层不断地凝固形成较致密的预制坯料。通过更换不同形状的冷却机体而喷雾成形各种形状的预制坯(如圆盘、块坯、环形坯或管坯等),随后进行锻造。合金沉积的形状和厚度通过芯
6、棒的退回来控制。其生产环类或壳类零件长达1.5m,直径达51.4m。在合金熔化过程中,允许添加其他合金,不像常规制坯那样要进行严格地隔离[4]。一般情况下,氧含量<10ppm,氮含量<60ppm。喷射沉积技术制坯有如下特点:①该技术与传统的粉末冶金技术相比,简化了雾化和固化生产工艺,缩短了生产时间,生产成本降低20%～40%,同时也避免了杂质的介入。②喷雾沉积工艺过程是在真空、氩气和氮气环境中进行,该方法解决了合金RSPM工艺中粉末表面氧化的问题,减轻了原始颗粒界面(PPB)对合金性能的不利影响,显微组织均匀(没有宏观析出
7、物)、致密、晶粒细,晶粒尺寸达ASTM5～8，其制坯的孔积率为0.2%～2.0%。③用该项技术所制坯料的热加工性得以改善。因为在合金雾化过程中,使合金化学成分的均匀性得到改善，晶粒得到细化。其效果与真空感应熔化-真空电弧再熔化真空感应熔化-真空电火花再熔化方法相比更加突出。这对于超强度材料在高温合金和硅铝合金中应用无疑起到促进作用。④用喷射沉积工艺制坯可以改善材料切削加工性喷射沉积技术作为高性能结构件的一种先进冶金制坯技术逐渐受到广泛的重视。利用喷射沉积技术可以使合金零件的制造既快捷又经济。如高质量镍基超强合金用于涡喷发动
8、机生产，通过一步转换就能制成预成型的环类或壳类毛坯，大大缩短了制坯的生产周期,简化工艺过程。2.喷射沉积技术的应用2.1喷射沉积技术在合金制造中的应用喷射沉积技术目前已被广泛用来研究和开发多种快速凝固材料，取得了很好的效果，所研制的不锈钢，工具钢，高强度低合金钢，高合金铸铁，耐磨、精密合金，高温合金以及
