喷射轧制工艺是将熔体雾化、喷射沉积、双辊铸轧结合为一体,在一步工序内从液态金属直接制备高性能金属板带材的一种薄带连铸连轧技术,实现了高效、节能、短流程的喷射成形技术和轧制技术有机结合,符合绿色制造的方向。

喷射轧制过程可分为两个阶段:(1)使用惰性气体(如氮气)通过线性喷嘴将熔融的金属雾化成细小的液滴(20~200um),液滴因不同的尺寸,在飞行过程中与外界发生传导传热或者辐射传热的热力学行为也不同,因而液滴可呈固态、半固态或液态,并最终沉积于轧辊表面;(2)具有一定的固相分数下的沉积物质进入辊缝轧制致密化,与轧辊面接触发生热传导,直至完全凝固。

喷射轧制加工方法与传统的铸锭冶金(Ingotmetallurgy)制造方法相比,可节省能源消耗,降低成本,材料组织中溶质分布更均匀,合金化强度较高。喷射轧制加工方法与双辊铸造方法相比,喷射轧制不采用水冷空心轧辊控制冷却速率,产生一个糊状区,能生产具有较宽凝固温度范围的铝合金,而采用双辊铸造还不能用于商业化生产2124和7050合金。喷射轧制方法与喷射成形方法相比,喷射轧制生产的板材比喷射成形板材的孔隙率(2%~8%)低,避免了后续轧制过程中的开裂。

喷射轧制方法制备的材料具有细小的等轴晶组织,致密度高,由于惰性气体的保护使得合金的含氧量低,合金性能比常规铸锻材料有较大提高,工艺流程短,能源利用率高,可近终成形等,但是设备复杂,成本仍然较高。