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《噴槍結(jié)構(gòu)對低溫超音速火焰噴涂顆粒飛行特性影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、噴槍結(jié)構(gòu)對低溫超音速火焰噴涂顆粒飛行特性影響摘要：建立了低溫超音速火焰噴涂傳熱和流動模型，對噴涂過程的焰流和顆粒的運動加熱歷程進行了模擬分析?研究了三種不同結(jié)構(gòu)的噴槍對焰流速度與溫度分布、不同粒徑顆粒飛行特性的影響.模擬結(jié)果表明，粒徑為20um的Cu顆粒在撞擊基板時能達到臨界速度，且溫度低于熔點，有利于沉積并減少了顆粒氧化；槍管的擴張率對噴涂顆粒的速度影響不大，而對顆粒溫度的影響較大；延長擴張段的長度代替平直槍管有利于在保證顆粒速度的同時提高顆粒的溫度.關(guān)鍵詞：低溫超音速火焰噴涂；噴槍結(jié)構(gòu)；顆粒飛行特性；數(shù)值模擬中圖分類號：TK124
2、文獻標志碼：AInfluenceoftorchgeometryonparticlesbehaviorinthelow-temperatureoxygen-fuelsprayprocessSHENCui-hong,SHANYan-guang(SchoolofEnergyandPowerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract：TheLow-TemperatureOxygen-Fuelsprayprocess(
3、LTOF)isamodificationofHigh-VelocityOxygen-Fuel(HVOF)?Inthispaper,atwo-dimensionalmathematicalmodelwasestablishedtosimulatetheheatandmomentumtransferbetweenthesupersonicflowandparticlesinLTOF.Threenozzlesofdifferenttypewerestudiedandtheeffectsofnozzlestructureonthetemper
4、aturefieldandvelocitydistributionofthegaswereinvestigated.Inaddition,thevelocityandtemperatureofcopperparticleswereacquired.TheSimula.tionresultsshowedthatCuparticlesof20umdiametercanreachthecriticalvelocitywhentheyhitthesubstrateandtheirtemperatureislowerthanthemelting
5、point,whichisbeneficialforforminghigh-qualitycoating.Thenozzleexpansionratehaslittleeffectontheparticlevelocity,butithasagreatinfluenceontheparticletemperature.Increasingthelengthofnozzleexpansioncanincreasetheparticletemperature.Keywords：low—temperatureoxygen-fuelspray
6、；torchgeometry；particlebehavior；numericalSimulation傳統(tǒng)超音速火焰噴涂(HighVelocityOxygen-Fuelspraying,HVOF)焰流溫度在3000K以上.噴涂顆粒在沉積時通常已處于熔融或者半熔融狀態(tài)?這種方式制備的涂層結(jié)合強度高、致密，涂層性能優(yōu)越，但是在很多情況下高溫的焰流可能造成噴涂材料的氧化、相變或其它化學(xué)反應(yīng)，同時高溫也可能對噴涂基體造成損傷[1],不適合噴涂容易氧化和相變敏感性材料(Cu、Ti及其合金)，且熔融顆粒容易堵塞噴槍，易對超音速火焰噴涂設(shè)備造成影響
7、?在20世紀80年代，Papyrin等提出了冷噴涂(ColdSpray)的概念.這種噴涂技術(shù)依賴高速氣流攜帶的動能，沉積時噴涂顆粒保持固體狀態(tài)，粒子以純塑性變形沉積形成涂層，對顆粒的速度(500?1200m?s-1)要求很高，工作氣體的預(yù)熱溫度一般低于600°C,涂層孔隙率大，與基板的結(jié)合強度不高[2].以上兩種噴涂技術(shù)均存在缺點，因此低溫超音速火焰噴涂(Low-TemperatureOxygen-Fuel,LTOF)成為目前熱噴涂領(lǐng)域一個新的研究熱點.LTOF是指工作氣體溫度介于傳統(tǒng)超音速火焰噴涂與冷噴涂之間(1000?2500K)
8、,但氣流速度同時具備超音速特性的一種噴涂方法[3].它的工作原理是將燃料與助燃氣體在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的焰流，在混合室內(nèi)與適量摻混氣體混合，通過Laval噴嘴將混合氣流加速到超音速狀態(tài)，然后通過槍管噴射入大氣環(huán)境
