Slid af Tungsten Carbide Waterjet Dyse

Boring i hård sten med vandstråleskæring anses for at være en effektiv måde at forbedre levetiden for hårdmetalvingerne. Denne artikel vil kort fortælle om eksperimentet med slid på YG6 wolframcarbid vandstråledysen, når den bruges til kalkstensboring. Forsøgsresultatet vil vise, at vandstråletrykket og dysediameteren spiller en vigtig indflydelse på sliddet af wolframcarbid-vandstråleskæredysen.

1. Indførelse af vandstråle

En vandstråle er en væskestråle med høj hastighed og tryk og bruges til skæring, formning eller hulning. Da vandstrålesystemet er enkelt, og omkostningerne ikke er meget dyre, bruges det i vid udstrækning til metalbearbejdning og medicinsk drift. Hårdmetal er det dominerende materiale i bearbejdnings- og mineværktøjer for dets unikke kombination af hårdhed, sejhed og billig pris. Hårdmetalværktøjet blev dog alvorligt beskadiget ved boring i hård sten. Hvis en vandstråle bruges til at hjælpe boret, kan det påvirke klippen for at reducere klingekraften og udveksle varmen for at afkøle klingetemperaturen, derfor ville det være en effektiv måde at forbedre levetiden for hårdmetalklingen, når vandstråle bruges til gyngeboring.

2. Materialer og eksperimentelle procedurer

2.1 Materialer

De anvendte materialer i dette eksperiment er YG6 cementeret hårdmetal vandstråledyse og det hårde materiale kalksten.

2.2 Eksperimentelle procedurer

Dette eksperiment blev udført ved stuetemperatur og holdt borehastigheden på 120 mm/min og rullehastigheden på 70 runder/min i 30 minutter i forsøgene, med det formål at undersøge indflydelsen af ​​forskellige vandstråleparametre, herunder jettryk, dysediameter, på slidegenskaberne for vandstråleskærerøret i hårdmetal.

3. Resultater og diskussioner

3.1. Effekt af vandstråletryk på slidhastighederne af hårdmetalbladene

Det er vist, at slidhastigheden er ret høj uden hjælp fra vandstrålen, men slidhastighederne falder kraftigt, når vandstrålen slutter sig til. Slidhastighederne falder, når stråletrykket stiger. Ikke desto mindre falder slidhastigheden langsomt, når stråletrykket er over 10 MPa.

Slidhastighederne påvirkes af knivenes mekaniske belastning og temperatur, og vandstrålen er nyttig til at reducere den mekaniske belastning og temperatur.

Højere jettryk kan også øge den termiske udvekslingseffektivitet for at reducere arbejdstemperaturen. Varmeoverførsel finder sted, når vandstrålen strømmer gennem bladets overflade, med en kølende effekt. Denne afkølingsproces kan omtrent betragtes som processen med konvektiv varmeoverførsel uden for en flad plade.

3.2. Effekt af dysediameteren på slidhastighederne af hårdmetalbladene

En større dysediameter betyder et større slagområde og mere slagkraft til kalkstenen, hvilket hjælper med at reducere den mekaniske kraft på bladet og mindske dets slid på det. Det er vist, at slidhastigheder falder med stigningen af ​​dysediameteren på boret.

3.3. Slidmekanisme af hårdmetal klinge boresten med en vandstråle

Svigttypen af ​​hårdmetalbladene ved vandstråleboring er ikke den samme som ved tørboring. Der er ikke påvist alvorlige brud i boreforsøgene med vandstrålen under samme zoom-scope, og overfladerne viser hovedsageligt slidmorfologi.

Der er hovedsageligt tre grunde til at forklare de forskellige resultater. For det første kan en vandstråle effektivt reducere overfladetemperatur og termisk stress. For det andet giver vandstrålen slagkraft til at knække kalkstenen, og den hjælper med at mindske den mekaniske kraft på klingen. Summen af ​​termisk spænding og mekanisk spænding, som kan fremkalde alvorlige sprøde brud, kan således være lavere end materialestyrken afbladet ved at bore med vand. For det tredje kunne vandstrålen med højere tryk danne et forholdsvis køligere vandlag for at smøre bladet og kunne jage de hårde slibende partikler i klippen væk som en polermaskine. Derfor er bladets overflade ved vandstråleboring meget glattere end ved tørboring, og slidhastigheden vil falde, mens vandstråletrykket stiger.

Selvom en lang række sprøde brud undgås, vil der stadig være overfladeskader på vingerne ved stenboring med vandstråle.

Slidprocessen af ​​hårdmetalvinger ved kalkstensboring med vandstråle kan opdeles i to trin. Til at begynde med, under undervandsstråleassisterede forhold, opstår der mikrorevner på kanten af ​​bladet, sandsynligvis forårsaget af lokal mekanisk slid og termisk belastning, som er induceret af flashtemperaturen. Co-fasen er meget blødere end WC-fasen, og den er nem at have på. Så når vingen fræser stenen, slides Co-fasen først, og med partikler, der skylles væk af vandstrålen, er porøsiteten mellem kornene større, og bladets overflade bliver mere ujævn.

Derefter udvider denne form for mikro-overfladeskade sig fra kanten til midten af ​​bladets overflade. Og denne poleringsproces fortsætter fra kanten til midten af ​​bladets overflade. Når boret borer i klippen kontinuerligt, vil den polerede overflade på kanterne danne nye mikrorevner, som derefter strækker sig til midten af ​​bladets overflade på grund af mekanisk slid og termisk belastning forårsaget af flashtemperatur.

Derfor gentages denne skrub-poleringsproces fra kanten til midten af ​​bladets overflade konstant, og klingen vil blive tyndere og tyndere, indtil den ikke kan fungere.

4. Konklusion

4.1 Vandstrålens tryk spiller en vigtig rolle i slidhastighederne af hårdmetalbor ved klippeboring med vandstrålen. Slidhastighederne falder med stigningen i jettrykket. Men nedgangshastigheden af ​​slidhastigheder er ikke ens. Det aftager langsommere og langsommere, når jettrykket er over 10 MPa.

4.2 Rimelig dysestruktur kan forbedre slidstyrken af ​​hårdmetalbladene. Ydermere kan en forøgelse af diameteren af ​​stråledysen mindske slidhastighederne af bladene.

4.3 Overfladeanalyse viste, at klinger af hårdmetal i kalkstensboring med vandstråle viser cirkulær virkning af sprøde brud, kornudtrækning og polering, hvilket inducerer materialefjernelsesprocessen.

Stol på ZZBETTER i dag

Vandstrålebearbejdning er en af ​​de hurtigst udviklende bearbejdningsprocesser. Mange industrier har taget processen til sig på grund af den høje kvalitet af skæring gennem forskellige materialer. Dens miljøvenlighed og det faktum, at materialer ikke deformeres af varme under skæring.

På grund af det høje tryk, der genereres under processen, skal industriel vandstråleskæring håndteres omhyggeligt af eksperter på alle stadier af skæringen. Hos ZZBETTER kan du få erfarne eksperter til at håndtere alle dine behov for vandstrålebearbejdning. Vi er også en one-stop-hurtig prototyping-producent med speciale i CNC-bearbejdning, metalpladefremstilling, hurtig sprøjtestøbning og forskellige typer overfladefinish. Tøv ikke med at kontakte os og få et gratis tilbud i dag.

Hvis du er interesseret i et wolframcarbid vandstråleskærerør og ønsker mere information og detaljer, kan du KONTAKT OS på telefon eller mail til venstre, eller SEND OS MAIL nederst på siden.