導流管參數對真空緊耦合氣霧化法制備Fe-Cr合金粉末的影響

蘇才津 ，孫耀寧 ?，董開基 ，尹 燕 ，張瑞華 ，姜立恒

1) 新疆大學機械工程學院, 烏魯木齊 830047 2) 蘭州理工大學省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室, 蘭州 730050 3) 陽江市五金刀剪產業技術研究院, 陽江 529533 4) 中國鋼研科技集團有限公司, 北京 100082

Fe-Cr 合金粉末制備的涂層具有優異的抗腐蝕、抗氧化性能，在工業領域應用廣泛。隨著增材制造技術的快速發展，工業新應用和新表面技術對金屬粉末的質量要求（球形度、粒徑區間等）越來越苛刻[1-2]。氣霧化法是制備金屬粉末的主要方法，它是通過高壓氣體射流撞擊熔融金屬流，將其破碎分解成液滴，液滴快速冷卻凝固為固體粉末顆粒，產生細小的粉末。緊密耦合氣霧化法（close-coupled gas atomization，CCGA）是生產精細球形金屬粉末的重要技術，相比于其他制粉技術，緊耦合氣霧化技術制備的粉末具有粒度小、球形度高（液滴球形化時間小于固化時間[3]）、流動性好等諸多優點，因此，適用于制備高質量的Fe-Cr 合金粉末。緊耦合氣霧化技術的霧化工藝參數對Fe-Cr 合金粉末的質量有顯著影響，霧化工藝參數主要包括：霧化氣體壓力[4-6]、霧化氣體介質[7-8]、熔融態金屬過熱度[9-10]、導流管直徑[11]、導流管伸出長度[12]等。Li等[13]通過數值模型來模擬熔融金屬霧化過程中的動量和凝固現象，研究了粉末粒度與工藝參數之間的關系[14]。尹燕[15]和Motaman 等[16]研究了霧化氣體壓力、過熱度、噴嘴形狀對霧化粉末累積粒度分布曲線、各粒徑段收得率、中位粒徑（D50）的影響。

緊密耦合氣霧化是氣液兩相流相互作用及液滴破碎和固化耦合過程[17]，當金屬液體流經不同位置時，對噴嘴的混合速度流場產生不同的影響[18]。……