噴射成形技術(shù)是一種非常有發(fā)展前景和潛能的先進(jìn)制備技術(shù),在高合金化材料成形和制備方面有很大優(yōu)勢。早在1958 年,Brennan就竭力支持用一種金屬噴射成形工藝生產(chǎn)半成品,而直到1970年才由Singer開展了噴射成形的早期研究,利用氬氣和氮?dú)忪F化鋁合金連續(xù)生產(chǎn)鋁帶,此后Osprey公司進(jìn)一步研究了該技術(shù),從此該技術(shù)在理論和應(yīng)用方面均得到了很大發(fā)展,最終形成了一種被稱為"OspreyProcess" 的噴射成形技術(shù)。
金屬噴射成形技術(shù)原理是熔融金屬在高壓惰性氣體的作用下被霧化成細(xì)小彌散的液滴,隨后在高速飛行的過程中迅速冷卻至過冷態(tài),然后在凝固前沉積到收集器上形成連續(xù)致密的近終形坯件。
噴射成形技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn):
1、工藝大大簡化,生產(chǎn)周期縮短,大大降低成本,可以制備近終成型的坯體;
2、冷凝速度快,冷速高達(dá)103 K/s,從而消除了組織宏觀偏析,獲得了精細(xì)的呈等軸狀的顯微組織;
3、高沉積率,單個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量通常可達(dá)1 t 以上,有利于工業(yè)化生產(chǎn);
4、高合金性能優(yōu)異,噴射成形材料性能(如耐蝕性、耐磨性、磁性以及強(qiáng)度和韌性等理化和力學(xué)性能),與粉末冶金材料相當(dāng),比常規(guī)鑄造材料有較大提高;
5、具有更廣泛的應(yīng)用,可生產(chǎn)多種合金,尤其是在高溫合金、耐磨板等高合金化材料方面具有明顯優(yōu)勢,在金屬基復(fù)合材料方面也有廣闊的應(yīng)用前景。
目前金屬噴射成形技術(shù)主要包括Osprey 和LDC 兩大流派,前者居于領(lǐng)先地位,主要用于研究開發(fā)各種高性能合金產(chǎn)品,包括鋁合金、銅合金、耐磨板、工具鋼、耐磨板、軋輥合金以及高溫合金,應(yīng)用范圍涉及汽車、石油化工、電子、航天領(lǐng)域以及很多普通的工業(yè)領(lǐng)域。