喷射沉积技术的工作原理解析

快速凝固技术是制备高性能合金材料的理想技术，但是工艺复杂、粉末在制备和储存过程中容易氧化或污染，难以制备大尺寸零部件，从而发展和应用受到一定的限制。为了解决这一矛盾，1968年英国Swansea大学A.R.E.Singer教授首次提出一种新型的快速凝固新工艺，即喷射沉积或喷射成形工艺，并于1970年予以公开报道。1974年英国R.G.Books等人成功地将喷射沉积技术应用于锻造坯的生产中，并逐渐发展成著名的Osprey工艺，成立了Osprey金属有限公司。此后，Books等人对Osprey工艺进行了深入研究，开发了一系列喷射沉积合金系，设计和制造了多种Osprey成套设备，制备了传统方法难以制备的高合金和超合金管、环、筒、棒状坯件，并且申请了多项专利。Osprey工艺已成为喷射沉积技术的代名词。20世纪70年代后期，美国麻省理工学院N.J.Grant教授和加州大学欧文（Irvine）分校的Lavernia等人采用超声雾化法将金属熔体雾化成极细的液滴，然后沉积在一个水冷基体上，发展成了液体动压成形（LDC）工艺。实际上，LDC工艺和Os_- prey工艺均属于喷射沉积，只是前者更加强调雾化液滴的微细效果和沉积坯的冷却效果。

喷射沉积技术是一种节能、低消耗、低成本的近净成形快速凝固新技术，是继锻造冶金和粉末冶金技术之后的第三类材料制备新技术，在美国、英国、日本等工业发达国家已经实现了产业化，创造了巨大的经济和社会效益。该技术被誉为发展中国家飞速发展材料加工业的“蛙跳技术”，不仅在军事、国防工业中有着重要应用，而且在民用工业如汽车等行业中也占据了重要地位。(www.xing528.com)

喷射沉积技术的原理是：将熔融金属或合金在惰性气氛中雾化，形成颗粒喷射流，直接喷射在较冷的基体上，经过撞击、聚结、凝固而形成沉积物，这种沉积物可以立即进行锻造、挤压或轧制加工，也可以是近净成形产品，它是一种介于铸造冶金和粉末冶金之间的技术，同时兼备了两者的大部分优点，并且克服了各自的主要缺点。