Title

PROCESSO “OSPREY”: MODELAGEM MATEMÁTICA DA SOLIDIFICAÇÃO DAS GOTAS ANTES DA DEPOSIÇÃO

PROCESSO “OSPREY”: MODELAGEM MATEMÁTICA DA SOLIDIFICAÇÃO DAS GOTAS ANTES DA DEPOSIÇÃO

Authorship

PARIONA, MOISES MEZA; BOLFARINI, CLAUDOMIRO; KIMINAMI, CLAUDIO SHYNTI

PARIONA, MOISES MEZA

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BOLFARINI, CLAUDOMIRO

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KIMINAMI, CLAUDIO SHYNTI

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DOI

10.5151/2594-5327-51v5-615-630

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Abstract

O Processo de Compactação Dinâmica Líquida (OSPREY) tem grande importância tecnológica, pois apresenta taxas de solidificação relativamente altas (10³–10⁴ K/s) que resultam em microestruturas refinadas com baixo nível de segregação e uma alta velocidade de produção a partir do metal líquido. Esse processo tem duas etapas sequenciais que são a atomização e a deposição. A modelagem matemática dessas etapas tem grande importância na otimização dos parâmetros do processo. Envolvem em cada etapa diversos fenômenos físicos cujas equações diferenciais que os descrevem são não lineares. Neste trabalho são apresentados resultados da simulação da etapa de atomização para a liga Cu-6%Zn considerando gotas de diferentes tamanhos. A velocidade inicial do gás, a distância axial do atomizador até o substrato, a temperatura de superaquecimento do metal líquido e a velocidade de fluxo do metal fundido foram consideradas constantes. Os resultados da simulação são apresentados através da velocidade, tempo de voo, coeficiente de transferência de calor entre as gotas e gás, histórico térmico para o resfriamento das gotas considerando nucleação e recalescência, para os casos de nucleação homogênea e heterogênea. Os resultados obtidos através da simulação, demonstraram a possibilidade de se ter informações muito importantes na otimização dos parâmetros do processo e estes resultados apresentaram concordância com trabalhos similares da literatura.

O Processo de Compactação Dinâmica Líquida (OSPREY) tem grande importância tecnológica, pois apresenta taxas de solidificação relativamente altas (10³–10⁴ K/s) que resultam em microestruturas refinadas com baixo nível de segregação e uma alta velocidade de produção a partir do metal líquido. Esse processo tem duas etapas sequenciais que são a atomização e a deposição. A modelagem matemática dessas etapas tem grande importância na otimização dos parâmetros do processo. Envolvem em cada etapa diversos fenômenos físicos cujas equações diferenciais que os descrevem são não lineares. Neste trabalho são apresentados resultados da simulação da etapa de atomização para a liga Cu-6%Zn considerando gotas de diferentes tamanhos. A velocidade inicial do gás, a distância axial do atomizador até o substrato, a temperatura de superaquecimento do metal líquido e a velocidade de fluxo do metal fundido foram consideradas constantes. Os resultados da simulação são apresentados através da velocidade, tempo de voo, coeficiente de transferência de calor entre as gotas e gás, histórico térmico para o resfriamento das gotas considerando nucleação e recalescência, para os casos de nucleação homogênea e heterogênea. Os resultados obtidos através da simulação, demonstraram a possibilidade de se ter informações muito importantes na otimização dos parâmetros do processo e estes resultados apresentaram concordância com trabalhos similares da literatura.

Keywords

Osprey, simulação da atomização, Cu-6%Zn

Osprey, simulação da atomização, Cu-6%Zn