稳态磁场对激光熔注球形WC颗粒分布的影响机理研究

• 作者: 胡勇 王梁 娄复兴 夏洪超 张群莉 姚建华
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 激光熔注 稳态磁场 熔池 复合涂层 多物理场
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 制造工艺与装备
• 页码范围: 240-248
• 页数: 9页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.01.240

摘要

利用稳态磁场对金属流体的粘滞效应,在316L不锈钢基体上制备颗粒梯度分布的WC/316L复合涂层.为研究稳态磁场对激光熔注球形WC颗粒分布的影响机理,建立了考虑固液相变、流动以及洛伦兹力的熔注熔池多物理场模型,分析稳态磁场对流场,洛伦兹力分布以及等效黏度的影响.采用多颗粒动力学模型与熔池模型耦合计算,研究稳态磁场对熔池颗粒运动的影响.实验与仿真结果均证实,随着磁场强度从0T增大至1.2T,WC颗粒集中分布在复合涂层表层的趋势增大.分析结果表明:稳态磁场可有效增加熔池流体的等效黏度,使得颗粒在熔池中对流体的跟随性增强;同时,外加稳态磁场可以明显抑制熔池Marangoni对流,进一步降低了颗粒的运动能力,使得颗粒难以运动至熔池内部,大部分增强颗粒集中于熔池上表层.