喷射成形加工的基本原理

喷射成形加工（Spray Forming Machining，SFM）是近20年来工业发达国家在传统快速凝固/粉末冶金（RS/PM）工艺基础上发展起来的一种全新的先进材料制备与成形技术，是迅速发展起来的一项新工艺。喷射成形也有专家称为喷射铸造（Spray Cost Machining）或喷射沉积（Spray Deposition），它是继连续铸造之后金属材料制备技术的重要发展。它将快速凝固技术与金属材料的直接成形技术有机地结合起来，具有传统工艺无法比拟的优良特性。与铸造相比，喷射成形具有快速凝固的特点，可细化产品凝固组织，减轻元素偏析，扩大了合金元素在基体中的固溶度，提高了时效处理后基体中的第二相的强化效果。同粉末冶金相比，喷射成形可直接制备柱坯、板坯和管坯，因此可减少材料制备工序，减轻氧化现象，具有广泛的适应性。喷射成形技术是一种用快速凝固方法制备大块致密金属材料的高新技术，而且它兼有半固态成形、近终型成形和快速凝固成形等特点，目前已在铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、高温合金、钢铁及复合材料制备方面得到了广泛的应用。

喷射成形技术的基本原理是利用高速惰性气体用雾化器将熔融金属雾化成弥散的微小雾滴，并将其直接沉积在金属沉积器（基板）上焊合在一起，迅速形成具有一定形状的高致密度的预制坯。在沉积过程中，一方面雾化器要进行扫描运动，另一方面基板也要转动或线性移动，以保持沉积表面相对于喷雾的适当位置。这样，通过合理地设计接收体的形状并控制其运动方式，便可以从液态金属直接制备出具有快速凝固组织特征，整体致密的圆棒、管坯、板坯、圆盘等不同形状的沉积坯。(www.xing528.com)

采用喷射成形工艺制备的材料与用传统铸造或变形工艺制备的材料相比，由于在制备过程中的快速冷却使显微组织明显细化、析出相细小且分布均匀，从而使材料的化学成分和组织在宏观和微观上得到有效地控制，因此材料的力学性能几乎没有各向异性，使材料的总体性能得到了明显的提高。这种新工艺与传统的粉末冶金工艺相比，由于从冶炼到坯件成形可在一个工序完成，省去了粉末冶金制粉、混料、压坯和烧结等多道工序，且可有效地控制材料中的氧含量与纯净度，因而可使材料坯件的制造成本大幅度地降低。