噴射沉積技術(spraydeposition)又稱噴射鑄造(spraycasting)或噴射成形(sprayforming),是AREsinger教授于1968年提出,并于1970年首次公開的一種材料先進加工技術。噴射沉積技術是在鑄造、粉末冶金技術的競爭中發(fā)展起來的,是一種介于鑄造(IM)和粉末冶金(PM)之間的新工藝。
噴射沉積工藝工程包括熔融金屬液的釋放、霧化、噴射(或稱快速凝固)、沉積及沉積體凝固階段,該技術以較少工序直接制備整體致密度高、組織均勻、晶粒細小的材料。
工作原理為:先利用高壓惰性氣體(常用噴射沉積成形霧化介質主要為N2、He、Ar等)將熔融金屬液流霧化破碎成細小的金屬液滴,細小的金屬液滴在高壓低溫惰性氣體沖擊下,最后沉積到特定的收集器上形成整體具有一定形狀(如錠、管、板)的成品或半成品。
噴射沉積技術與其他快速凝固技術相比較具有顯著優(yōu)點:①近終形成形;②致密度高;③無污染;④工藝流程短、低成本、高效率,制品性能與常規(guī)鑄鍛材料相比有較大提高;⑤具有快速凝固的特點。
噴射沉積作為一種高性能材料的近凈成形制備工藝,噴射沉積技術的生命力決定于其能否實現(xiàn)產業(yè)化滿足社會需要。未來,噴射沉積技術需要在以下幾個方面做到突破:
1、產業(yè)化
雖然噴射沉積成形技術的應用已有所發(fā)展,但噴射沉積成形技術只有實現(xiàn)產業(yè)化才有可能在粉末冶金的競爭中立于不敗之地。目前比較有希望在大直徑管、金屬基復合材料、用于軋機的高速鋼復合軋輥及Al-Si合金汽車部件等領域實現(xiàn)產業(yè)化。
2、設計
在材料方面,按照快速凝固工藝的特點建立新型噴射成形合金體系。
3、成本
探索合理的噴射沉積后續(xù)加工工藝,減少工序,提高性能,降低成本。 隨著關鍵技術問題的解決,噴射沉積技術將會更加廣泛的與先進的熔煉工藝技術結合,成為高性能材料的重要生產方式。