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產業化滿足社會需要。未來,噴射沉積技術需要在以下幾個方面做到突破:
1、產業化
雖然噴射沉積成形技術的應用已有所發展,但噴射沉積成形技術只有實現產業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產業化。
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。