粒子和基板预热对As喷涂Ti6Al4V组件的孔隙水平和残余应力的影响的数值模拟
P Khamsepour1, C Moreau1, A Dolatabadi2
1Department of Mechanical, Industrial and Aerospace Engineering, Concordia University, Montreal, Québec Canada.
Journal of thermal spray technology
|April 16, 2024
概括
高速空气燃料 (HVAF) 喷通过增加粒子速度以获得更好的变形和密度来增强金属组件的修复. 然而,过度的颗粒温度可以减少由于热软化而导致的变形.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 金属元件的增材制造和维修,如Ti6Al4V,在航空航天工业中至关重要.
- 固态过程,如冷喷雾,提供高沉积率与最小的氧化,但遭受毛孔性.
- 增加粒子变形是提高沉积材料密度和粒子间结合的关键.
研究的目的:
- 为了研究高速空气燃料 (HVAF) 喷射对粒子变形和喷射样本密度的影响.
- 了解粒子速度,粒子温度和基板预热对增材制造工艺的影响.
主要方法:
- 基于弹性塑料有限元素的模拟被用来建模HVAF喷过程.
- 模拟分析了不同粒子速度和温度对粒子变形和基板相互作用的影响.
主要成果:
- 增加的粒子速度和动能显著增强粒子变形并改善样本密度.
- 升高的颗粒温度导致热软化,这可以限制颗粒变形,但可以增强喷雾密度.
- 基板预热使基板变软,从而减少颗粒变形.
结论:
- 喷HVAF的参数对增材制造或修复的金属元件的密度和质量具有重要影响.
- 优化粒子速度和温度对于最大化密度而减轻热软化等负面影响至关重要.
- 有限元模拟为HVAF增材制造中的参数复杂相互作用提供了宝贵的见解.
