本文選題：噴射沉積連續(xù)擠壓 + 霧化器��； 參考：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：噴射沉積連續(xù)擠壓是新近提出的一種利用快速凝固技術(shù)制備高合金材料的近凈成形新技術(shù),該技術(shù)有效的融合了噴射沉積技術(shù)和連續(xù)擠壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。噴射成形過(guò)程和連續(xù)擠壓過(guò)程都很復(fù)雜,需控制的工藝參數(shù)眾多。本文采用雙旋轉(zhuǎn)盤(pán)流型控制器約束霧化射流,對(duì)霧化過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,并參照試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了全面的闡述和分析,揭示不同工藝參數(shù)對(duì)霧化過(guò)程的影響,為高合金材料的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。采用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent提供的RNGκ-ε湍流模型、TAB(泰勒比)模型以及DPM離散模型對(duì)環(huán)孔型和環(huán)縫型霧化器氣體流場(chǎng)進(jìn)行分析,結(jié)果表明其他參數(shù)相同的情況下,環(huán)孔型霧化器壓力區(qū)域?yàn)榘敕忾]狀,霧化器導(dǎo)流管內(nèi)部熔體壓強(qiáng)較小,氣孔中心的速度值較大,對(duì)液柱的沖擊破碎能力更強(qiáng),較適合于噴射沉積連續(xù)擠壓技術(shù)。對(duì)比五種不同出氣口交角的自由式霧化器氣體流場(chǎng),為增加霧化效果,減小渦流區(qū)的影響,降低導(dǎo)流管內(nèi)部熔體的壓力,霧化器出氣口夾角最佳參數(shù)為25°。對(duì)比傳統(tǒng)自由與約束噴射沉積的霧化流場(chǎng),發(fā)現(xiàn)流場(chǎng)中的熔滴在雙旋轉(zhuǎn)盤(pán)流型控制器的約束作用下,熔滴以扇形擴(kuò)散且偏向一側(cè),與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,而且整個(gè)過(guò)程中速度沒(méi)有很大的衰減。氣體壓力為0.25MPa時(shí),沉積坯沒(méi)有明顯的氧化現(xiàn)象,且沉積坯能與連續(xù)擠壓機(jī)輪槽恰好匹配。對(duì)熔滴在流場(chǎng)中變形破碎的數(shù)值模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)熔滴前后端駐點(diǎn)靜壓力場(chǎng)和速度分布不均勻,且相對(duì)速度越大,熔滴表面的靜壓力分布越不均勻,熔滴越容易發(fā)生變形破碎。對(duì)熔滴在三種傾斜角度的壁面鋪展過(guò)程模擬研究,發(fā)現(xiàn)隨著壁面傾斜角度從0°增大到60°,熔滴沿壁面向前鋪展的速度較快,向后的鋪展速度減小到0,熔滴與壁面的接觸面積增加,形成卷入式氣孔的可能性減小,且液態(tài)金屬層預(yù)先凝固邊緣不易向內(nèi)卷曲收縮,鋪展更均勻,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。
[Abstract]:Spray deposition continuous extrusion is a new near net forming technology for preparing high alloy materials using rapid solidification technology. This technology effectively combines the advantages of spray deposition technology and continuous extrusion technology and has a broad application prospect. The spray forming process and the continuous extrusion process are very complex, and many technological parameters need to be controlled. In this paper, the atomization process is numerically simulated by using a double rotating disk flow pattern controller to constrain the atomization jet, and the influence of different process parameters on the atomization process is revealed by a comprehensive description and analysis with reference to the experimental results. Lay the foundation for the production of high alloy materials. The gas flow field of annular and annular atomizer is analyzed by using RNG 魏-蔚 turbulence model and DPM discrete model provided by computational fluid dynamics software Fluent. The results show that the other parameters are the same. The pressure region of annular nebulizer is semi-closed, the melt pressure in the tube of atomizer is small, the velocity value of pore center is larger, and the impact crushing ability of liquid column is stronger, which is more suitable for the continuous extrusion technology of spray deposition. In order to increase the atomization effect, reduce the influence of eddy current zone and reduce the pressure of melt in the tube, the optimum parameter of the air outlet angle of the atomizer is 25 擄, in order to increase the atomization effect and reduce the pressure of melt in the tube, the gas flow field of the free atomizer with five different exit angles is compared. Compared with the atomization flow field of conventional free and confined spray deposition, it is found that the droplet diffuses in a fan shape and deviates to one side, which is consistent with the experimental results, and the droplet in the flow field is confined by a double-rotating disk flow pattern controller. And there is no great attenuation in the speed of the whole process. When the gas pressure is 0.25MPa, there is no obvious oxidation phenomenon in the deposited billet, and the billet can exactly match the wheel groove of the continuous extruder. The numerical simulation results show that the static pressure field and velocity distribution are not uniform at the end of the droplet, and the larger the relative velocity, the more uneven the static pressure distribution on the surface of the droplet is, and the easier the droplet is to be deformed and broken. The simulation study on the spreading process of the droplet on the wall of three inclined angles shows that with the increase of the sloping angle of the wall from 0 擄to 60 擄, the velocity of the droplet spreading along the wall is faster, the backward spreading speed decreases to 0, and the contact area between the droplet and the wall increases. The possibility of forming the entrapped pores is reduced and the solidification edge of the liquid metal layer is not easy to curl and shrink inwards and spread out more evenly which is basically consistent with the experimental results.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG376

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1827922