基于SPH的超音速火焰喷涂WC-12Co粒子速度对其沉积行为的影响

目的以超音速火焰喷涂过程为基础,探究粒子撞击速度对粒子在基体上沉积行为的影响。方法应用SPH方法,模拟分析WC-12Co粒子速度在400~800 m/s内,单个粒子在相同基体上的沉积行为。结果粒子撞击速度与粒子扁平率、粒子基体结合面积、结合方式等有密切关系。随着粒子撞击速度的增加,基坑深度持续增大至最小深度的4.6倍,金属射流对提高粒子扁平化程度及粒子与基体的有效结合面积起到促进作用,总接触面积最大可达到原有效接触面积的2.7倍。撞击速度的提升使得有效塑性应变及应变区域增加,形变区域增大。同时,结合面温升总体增加,增强了粒子与基体的结合条件。沉积过程存在能量耗散,初始能量的提高有利于粒子与基体总能量的增加,强化了压实效应,进一步促进粒子与基体的结合。结论在数值模拟选取的范围内,超音速火焰喷涂WC-12Co粒子的撞击速度越高,粒子与基体的结合状态越好。