雾化压力对VIGA技术制备Cu-Al-Ni合金粉末粒度分布影响机理分析

作者：赵航; 王晓峰^*

来源：中国有色冶金, 2023, 52(04): 65-72.

DOI：10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2023.04.009

• 真空感应熔炼气雾化技术(VIGA)
• Cu-Al-Ni合金粉末
• 高压气雾化
• 气体流场
• 粒径分布
• 初始液滴
• 径向压力梯度

真空感应熔炼气雾化技术(VIGA技术)是气雾化法制备高性能球形金属及金属合金粉末的主流雾化制粉技术，但目前关于紧耦合气雾化机制的细节仍然不甚清楚，缺乏核心理论。由于VIGA制粉过程是在密闭高温环境下气液耦合，难以观察细节，本文模拟采用VIGA技术在不同的雾化气压下制备Cu-Al-Ni合金粉末，并基于CFD技术，利用Fluent软件对雾化过程中气液两相流的相互作用进行建模，模拟雾化过程中不同雾化气压下铜铝镍合金熔液的一次破碎和二次破碎过程。模拟结果表明，雾化气压从6 MPa增加到8 MPa,流场最大速度从470 m/s增加到520 m/s,导流管末端的静压力从-30 kPa增加到40 kPa;一次雾化过程导流管端口的径向压强存在压力梯度，熔体从导流管中流出形成液膜，在回流区与气流膨胀区交界处被气流破碎成初始液滴，雾化压力越大，初始液滴越小；二次雾化过程是初始液滴继续破碎，粉末的粒度分布在20～100μm范围内，雾化压力升高，粉末的中值粒径会有所减小，但减小幅度不大；VIGA设备喷嘴的设计会存在一个临界值，到达临界值后流场内各个数值变化不大，因此雾化气压在7～8 MPa时，粉末粒径减小不明显。

• 单位
  陕西科技大学; 机电工程学院