得益于凝固快速、半固态成形、近终形成形等特点,喷射沉积技术在制备高性能的金属合金材料领域得到了广泛应用。该技术的关键核心工艺主要在金属熔体的雾化和沉积两个阶段。本文主要针对以上两个方面,采取理论建模、数值仿真、对比分析和实验验证的方式,对喷射成形的雾化器的流场分布、雾化效果和沉积过程机理进行研究,分析不同雾化器结构参数和不同雾化气体温度对金属熔体雾化质量的影响,探索锭坯沉积的自调节特性,为实际生产提供一定的理论依据。采用ANSYS FLUENT软件,基于仿真方法研究分析了不同结构雾化器的流场状态和雾化效果。从两种典型结构的雾化器入手,对比分析了限制式雾化器和非限制结构雾化的雾化效果和各自优缺点,研究了导液管直径、喷射角度对雾化效果的影响。进一步地,对比研究了环缝型雾化器和环孔型雾化器的雾化效果。研究分析了雾化气体温度对气体速度及雾化效果的影响。在非限制性结构雾化器中,金属液流主要是在雾化气体出口下方与其撞击进行雾化,因而增大雾化气体的速度就可以有效提高雾化效果。本文采用非限制性结构的雾化器,研究雾化气体温度对气体速度、压力及其分布的影响和对金属雾化效果的影响。研究分析了沉积过程的锭坯生长机理。以沉积轨迹法和质量平铺法为基础,建立了锭坯沉积过程的数学模型,对沉积过程的自调节特性进行了分析和模拟仿真,分析了雾化器安装偏心距、初始倾斜角度等参数对自调节特性的影响规律,研究了自调节特性的收敛条件,获得了收敛临界参数范围。在上述理论研究和仿真分析的基础上,进行了金属液流雾化和锭坯沉积自调节特性的实验验证。实验结果与仿真研究结果较为一致,表明了本文的研究路线、研究方法及研究结论的正确性。