(1)双金属复合管 这种金属复合管的一个典型的应用实例是城市垃圾焚烧炉用锅炉蒸发器水冷壁和过热器蒸气管道。这种复合管是在普通碳素钢或低合金钢管表面上用喷射成形技术沉积一层低碳、高Cr、高Mo、高Si的镍基合金。这种管能很好地解决垃圾焚烧炉烟气中因Cl-离子参与反应引起的严重腐蚀问题,且经济效益十分可观。如瑞典Sandvik公司采用Osprey工艺为海军提供的ϕ400mm的大口径厚壁管坯是在1t的喷射成形专用设备上进行生产的,其年产量已达100t以上。
(2)铝合金挤压坯 喷射成形技术用于铝合金生产的实例主要是Al-Si系合金在汽车发动机零部件上的应用。如德国用扫描双喷嘴系统和优化沉积工艺,得到的1400mm×1300mm的铝合金棒坯,其密度十分接近理论密度,径向尺寸公差小于1%,不经任何机械加工即可进行挤压加工,材料的收得率达90%~95%。其Al Si17Cu4Mg合金的沉积坯经挤压和冷轧制成管材,再经机械加工成成品零件用于Mercedes-Benz最新一代的V8和V12发动机汽缸衬套。为满足生产需要,Peak公司又建成了两台年产量分别为900t和1500t的设备,已形成年产量超过3000t的生产能力。
(3)宇航环形件 目前,Howmet公司已经研制成不同型号发动机的喷射成形环形件多种,其最大尺寸为ϕ850mm×500mm。
(4)铜合金挤压坯 德国的Wieland工厂从20世纪90年代开始铜合金喷射成形技术的开发。用喷射成形Cu-Cr-Zn系合金可以获得均匀细小的显微组织,极大地改善了电极的性能,使用寿命比连续铸锭方法制备的电极提高一倍多。另外,他们还开发了用于镀锌板焊接的Cu-Cr-Zr+Al2O3的复合材料电极,在解决电极头表面局部合金化影响使用寿命方面取得了成效。目前,他们已经能生产尺寸为ϕ300mm×2200mm铜合金棒坯,班生产能力达1t。此外,瑞士的Swissmetals公司也建立了这样的一套装置,但他们主要致力于开发特种铜合金,如所开发的用于取代昂贵的铍青铜(Cu2BePb合金)的Cu15Ni8Sn新合金,经短时间退火加时效处理后,合金在保持δ=65%的情况下,其σb可达到1300MPa。与此同时,该公司还开发了因常规工艺无法控制宏观偏析的高锡青铜,其锡含量可高达14%(如Cu13.5Sn0.5Pb合金),并有望将这些合金用于强度水平低于铍青铜而高于传统可加工青铜的零部件。(www.xing528.com)
(5)高温合金涡轮盘 喷射成形高温合金用于航空发动机涡轮盘是喷射成形技术产业化的重要方向之一。由于涡轮盘是航空发动机的核心部件,除要求材料必须达到一系列性能指标外,还对直接影响使用可靠性和安全寿命的显微组织和冶金质量等都有严格的要求。高性能的发动机涡轮盘是由复杂合金化的高强度镍基合金来制备的,由于镍基合金会存在严重的成分偏析以及热加工工艺性能极差,用常规变形方法无法进行成形。为此,美国GE发动机公司大力发展粉末高温合金技术,如采用氩气雾化快速凝固粉末工艺,以使合金元素的偏析限制在单个粉末颗粒之内,其产品性能优于一般的变形合金,满足了高性能发动机的需要,把涡轮盘的制造技术大大推进了一步。但是,由于这种涡轮盘的价格昂贵,各大公司为了降低成本,而开展了喷射成形涡轮盘的研制工作。随着工艺技术的不断完善,以较低的费用制造出性能和质量与粉末冶金涡轮盘相当的喷射成形涡轮盘将成为现实。
喷射成形技术经过多年来的不断发展和完善,已逐步进入产业化的发展阶段,欧美工业发达国家已经将该技术应用于制造高性能的零部件,取得了显著的技术效果和可观的经济效益,并将成为高新技术的支柱产业。我国的科研院所和企业目前正致力于喷射成形技术的工艺研究和产品开发,已取得了显著的技术进步和一大批科研成果,有的产品已在汽车行业和军工产品上得到了应用。可以预料,未来我国的喷射成形技术将会得到更加广泛的推广应用。
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