Vol.19 No.1 傅晓伟等：喷射沉积过程的计算模型 ·67· 相.提高气体流速及熔化温度对单颗粒来说是减缓了凝固过程，但应当注意到，对于整个系统 来讲，由于气体流速及熔化温度的变化对整个系统的熔滴尺寸分布以及换热系数还存在重要 影响，因此，以上2种参数对于沉积前瞬间的雾化锥内的温度场的影响还不能简单地下结论， 3结论 (1)计算表明，在喷射沉积过程中，雾化阶段熔滴的冷却速度约为10~10K/s,尺寸在 30μm以下的颗粒在到达基板前（飞行距离为0.4m)全部为固相，140μm以上的颗粒则全部 为液相. (2)雾化气体与熔滴的交互作用是影响熔滴凝固行为及最终组织的重要因素，对于单颗 粒，提高雾化气体出口速度，综合结果将减缓熔滴的凝固. (③)熔化温度对整个过程的进行也有显著的影响.对于单颗粒来说，系统过热度的提高减 缓了熔滴的凝固过程， 参考文献 1 Leatham A G,Brooks R G,Coombs J S,Ogilvy A J.The Past,Present and Future Developments of the Osprey Preform Process.In:Proc ICSF-90.Swansea,1990.17 2 Grant P S.Mathur PP.Cantor B.Sci Eng,1994,A179/A180:72 3 Elghobashi S.Int J Multi-Phase Flow,1984,10(6):697 4 Kurten H,Raasch J,Runpf H.Chemie-Ingenieur-Technik,1966,38:941 5 Szekely J,Themelis N.Rate Phenomena in Process Metallurgy.New York:Wiley,1971 6 Hurth J P.Metall Tran,1978,9A:401 7 Mathur P,Apelian D,Lawley A.Acta Metall Mater,1989,37:429 8 Schiel E.Zeitschrift fur Metallkunde,1942,34:70 9 Perry R H,Chilton C H.Chem Eng Handbook,6th ed.New York:McGraw-Hill,1987.23 Model of the Spray Forming Process Fu Xiaowei Zhang Jishan Sun Zuqing State Key Laboratory of Advanced Metals and Materials,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The spray forming process is simulated.The in-flight dynamical and ther- mal histories of the droplets during forming process are described.The relation of the inde- pendent parameters such as vilocity,temperature,and solid fraction of the droplets to the melt superheat and the gas velocity is established.Based on the calculation of Al-4.5%Cu alloy,the effect of some dependent parameters on the process are discussed. KEY WORDS spray forming,solidification,model傅 晓伟等 喷射沉积过程 的计算模 型 · · 相 提 高气体流 速及熔化温 度 对单颗粒来说是 减缓 了凝 固过程 ， 但 应 当注 意到 ， 对于整 个系 统 来讲 ， 由于气体 流速 及熔化温度 的变 化 对整 个 系统 的熔滴尺 寸分 布 以 及 换热 系数还存 在 重要 影 响 ， 因此 ， 以 上 种参数对于沉积前 瞬间的雾化锥 内的温度场的影 响还 不 能简单地 下结论 结论 计 算 表 明 ， 在 喷射 沉 积 过 程 中 ， 雾 化 阶段 熔 滴 的冷 却 速 度 约 为 一 幻 ， 尺 寸 在 卜 以 下 的颗粒在到 达基板前 飞行距 离 为 全部 为 固相 ， “ 以 上 的颗粒则全部 为液相 雾化 气体与熔 滴 的交 互 作 用 是 影 响熔 滴凝 固行 为及 最 终组 织 的重 要 因 素 对于 单颗 粒 ， 提 高雾化气体 出 口 速度 ， 综合结果 将减 缓熔滴 的凝 固 熔化 温度 对整 个过 程 的进 行 也有 显 著 的影 响 对于 单颗粒来说 ， 系统过 热度 的提 高减 缓 了熔滴 的凝 固过程 参 考 文 献 ， ， ， ， 一 ， ， ， 一 ， ， ， 出滔 ， 一 一 议 ， ， ， ， 五 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 一 ， ， ， ， 一 ， ， 一 ， ，