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摆动雾化喷射成形过程及镁合金沉积组织分析

作　者: 赵文军
导　师: 曹福洋
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 喷射沉积 镁合金 组织分析 摆动式雾化器 形状预测
分类号: TF124.39
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 62次
引　用: 3次
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内容摘要


本论文阐述了双层摆动式雾化器的设计思想和新型雾化器的结构特点,利用四连杆机构和下层开放雾化器的灵活性实现了雾化器喷嘴的摆动;摆动后雾化锥的影响宽度增大1倍以上,可用来制备更大体积的沉积锭材。通过气体动力学实验确定了双层摆动式雾化器的装配参数,第一级雾化器的导液管伸出长度为6mm时比较适宜,第二级雾化器与第一级雾化器的距离应小于40mm。论文分析了雾化器摆动时射流密度的空间变化规律,并利用沉积坯表面轮廓线坐标跟踪方法,建立了同时适用于固定式雾化器和摆动式雾化器两种沉积方式的沉积坯形状预测模型。利用该模型预测了不同喷射成形工艺条件下沉积坯的形状和尺寸,并分析了喷射成形工艺参数偏心距、入射角度、沉积盘移动速率、喷嘴摆动角度对沉积锭形状的影响。沉积盘的移动速率对沉积锭的直径和高度影响很大,速率越大则长成的沉积锭越细长。摆动喷嘴可以消除固定喷嘴易在沉积锭上端部产生凹坑的缺陷。在本论文中利用光学显微镜与SEM对Mg-Zn-Zr合金沉积态组织及粉末微观组织进行了分析,利用XRD对沉积态组织的析出相进行了分析,过喷粉末呈现比较圆整的球形,直径大部分都在50μm以下,粉末直径越大在飞行的过程中其冷却速度越慢,内部的二次枝晶间距也越大。喷射成形得到的沉积态Mg合金致密度不均匀,最大处达到理论密度的98%,最小处不到理论密度的90%。沉积态Mg合金组织呈均匀细小的等轴晶组织特征,平均晶粒度为20μm左右,较铸态组织显著细化,且沉积锭中心上部与下部组织均匀,但内部存在孔洞。沉积态镁合金基体为α-Mg,其中溶解一定量的Zn,XRD衍射分析证明存在Mg2Zn3。在晶界及晶内析出物中含有合金元素Zr。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-24
  1.1 前言  9-10
  1.2 喷射成形技术研究  10-16
    1.2.1 喷射成形技术发展历程  10-11
    1.2.2 喷射成形技术基本原理及其特点  11-13
    1.2.3 喷射成形过程中主要的影响因素  13-14
    1.2.4 喷射成形关键技术  14-15
    1.2.5 雾化器结构分类  15-16
  1.3 高强镁合金研究现状  16-21
    1.3.1 传统工艺制备的高强高韧镁合金  17-19
    1.3.2 快速凝固方法制备的高强高韧镁合金  19-21
  1.4 喷射成形镁合金的研究  21-22
  1.5 本论文的主要研究内容如下  22-24
第2章 试验用材料及实验方法  24-30
  2.1 镁合金喷射成形实验  24-26
    2.1.1 合金成分  24
    2.1.2 熔配工艺  24
    2.1.3 实验装置  24-26
  2.2 成分及显微组织分析  26-27
    2.2.1 成份分析  26
    2.2.2 显微组织与物相分析  26-27
    2.2.3 密度测试  27
  2.3 气体动力学实验  27-30
    2.3.1 负压测试  27-28
    2.3.2 气体流场测试  28-30
第3章 双层雾化器设计及气体动力学实验研究  30-42
  3.1 摆动式双层雾化器结构设计  30-35
    3.1.1 技术方案的确定  30-32
    3.1.2 摆动的实现  32-35
  3.2 双层雾化器气体流场动力学实验研究  35-41
    3.2.1 导液管出口负压测试  35-38
    3.2.2 一级雾化器气体流场的测试  38-41
  3.3 本章小结  41-42
第4章 摆动雾化喷射成形坯的形状预测及工艺参数作用规律  42-55
  4.1 引言  42-43
  4.2 形状模型的建立  43-46
  4.3 算法分析  46-48
  4.4 形状预测及分析  48-54
    4.4.1 偏心距的影响  49-51
    4.4.2 入射角的影响  51-52
    4.4.3 移动速度的影响  52-53
    4.4.4 摆动角度的影响  53-54
  4.5 本章小节  54-55
第5章 喷射成形高强镁合金凝固组织分析  55-73
  5.1 引言  55
  5.2 镁合金雾化粉末组织  55-60
  5.3 沉积锭不同部位密度及组织分析  60-72
    5.3.1 沉积锭不同部位致密度的分析  60-61
    5.3.2 沉积锭组织形成机理分析  61-65
    5.3.3 沉积锭不同部位的组织分析  65-67
    5.3.4 喷射成形高强镁合金相组成分析  67-72
  5.4 本章小节  72-73
结论  73-75
参考文献  75-79
致谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 粉末冶金（金属陶瓷工艺） > 粉末成型、烧结及后处理 > 成型工艺 > 其他成型
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