多相粉體的快速、精確混合是自適應(yīng)功能梯度材料(A-FGM)零件的成形基礎(chǔ).為提高載氣驅(qū)動下的粉體混合均勻性,建立了氣固兩相流數(shù)值分析模型,采用雷諾時(shí)均法進(jìn)行數(shù)值模擬,設(shè)計(jì)了一種載氣驅(qū)動的快速混粉設(shè)備,通過ANSYS-FLUENT分析了不同混粉參數(shù)和混粉器構(gòu)型對混粉腔體內(nèi)流場的影響規(guī)律,并通過元素分析和圖像處理實(shí)驗(yàn)測量了粉末混合的均勻度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:載氣驅(qū)動下的合金粉體混合機(jī)制以對流混合為主,提高粉粒的平均流速和位移能有效增加粉粒群的流動性,提高粉體混合均勻度.

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【部分圖文】：

圖1 混粉器結(jié)構(gòu)及帶孔擾流板

為實(shí)現(xiàn)氣力驅(qū)動下的粉體快速混合，本文設(shè)計(jì)一種多級串列式混粉器，其混粉腔內(nèi)布置多級可調(diào)的帶孔擾流板(圖1)，混粉器基本尺寸為:200mm×?80mm，擾流板厚度3mm，相鄰擾流板間距48mm，擾流板篩孔尺寸:8mm×?8mm.2.3仿真結(jié)果分析

圖2 不同數(shù)量擾流板兩相流速度場和粉粒跡線仿真結(jié)果

實(shí)驗(yàn)采用自主設(shè)計(jì)的多級串列式混粉器，可通過調(diào)壓閥調(diào)節(jié)進(jìn)、出口載氣的壓強(qiáng)，通過多級帶孔的擾流板增強(qiáng)混粉腔內(nèi)的湍流作用．混粉前的粉末輸送和混粉后的激光熔覆成形在SVW80C-3D五軸增/減材復(fù)合加工中心完成．混粉試樣的均勻度分析由UltraPlus場發(fā)射分析掃描電鏡通過元素測量完成....

圖3 不同數(shù)量擾流板流體沿混粉器軸向的速度曲線

圖2不同數(shù)量擾流板兩相流速度場和粉粒跡線仿真結(jié)果3.2實(shí)驗(yàn)方案

圖4 SEM合成圖像

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨著擾流板數(shù)量的繼續(xù)增加，粉粒的循環(huán)流動趨勢得以增強(qiáng)，擾流板間區(qū)域內(nèi)的粒子運(yùn)動軌跡趨于一致．但增加的擾流板也進(jìn)一步阻礙了粉粒的高速流動，降低了粉粒的流動性，因此限制了混合均勻度的提升．圖5圖像處理后的Fe,Ni元素分布

本文編號：4023406