Zużycie dyszy strumienia wody z węglika wolframu

Wiercenie w twardej skale za pomocą cięcia strumieniem wody jest uważane za skuteczny sposób na wydłużenie żywotności ostrzy z węglika spiekanego. W tym artykule krótko omówimy eksperyment dotyczący zużycia dyszy strumienia wody z węglika wolframu YG6, gdy jest ona używana do wiercenia w wapieniu. Wynik eksperymentu wykaże, że ciśnienie strumienia wody i średnica dyszy mają istotny wpływ na zużycie dyszy do cięcia strumieniem wody z węglika wolframu.

1. Wprowadzenie strumienia wody

Strumień wody to wiązka cieczy o dużej prędkości i ciśnieniu, używana do cięcia, kształtowania lub speleologii. Ponieważ system strumienia wody jest prosty, a koszt nie jest bardzo drogi, jest szeroko stosowany do obróbki metali i operacji medycznych. Węglik spiekany jest dominującym materiałem w narzędziach skrawających i górniczych ze względu na unikalne połączenie twardości, ciągliwości i przystępnej ceny. Jednak narzędzie z węglika spiekanego zostało poważnie uszkodzone podczas wiercenia w twardej skale. Jeśli do wspomagania wiertła używany jest strumień wody, może on uderzać w skałę, zmniejszając siłę ostrza i wymieniając ciepło w celu schłodzenia temperatury ostrza, dlatego byłby to skuteczny sposób na wydłużenie żywotności ostrza z węglika spiekanego, gdy strumień wody jest używany w wierceniu wahadłowym.

2. Materiały i procedury doświadczalne

2.1 Materiały

Materiały użyte w tym eksperymencie to dysza strumienia wody z węglika spiekanego YG6 i twardy materiał wapienny.

2.2 Procedury doświadczalne

Eksperyment ten przeprowadzono w temperaturze pokojowej, utrzymując prędkość wiercenia 120 mm/min i prędkość walcowania 70 obrotów/min przez 30 min. Celem eksperymentów było zbadanie wpływu różnych parametrów strumienia wody, w tym ciśnienia strumienia, średnicy dyszy, na charakterystykę zużycia rury do cięcia strumieniem wody z węglika spiekanego.

3. Wyniki i dyskusja

3.1. Wpływ ciśnienia strumienia wody na szybkość zużywania się ostrzy z węglików spiekanych

Wykazano, że szybkość zużycia jest dość wysoka bez pomocy strumienia wody, ale szybkość zużycia gwałtownie spada, gdy włącza się strumień wody. Szybkość zużycia zmniejsza się, gdy ciśnienie strumienia wzrasta. Niemniej jednak szybkość zużycia zmniejsza się powoli, gdy ciśnienie strumienia przekracza 10 MPa.

Szybkość zużycia zależy od naprężeń mechanicznych i temperatury ostrzy, a strumień wody pomaga zmniejszyć naprężenia mechaniczne i temperaturę.

Wyższe ciśnienie strumienia może również zwiększyć wydajność wymiany ciepła w celu obniżenia temperatury roboczej. Wymiana ciepła ma miejsce, gdy strumień wody przepływa przez powierzchnię ostrza z efektem chłodzenia. Ten proces chłodzenia można w przybliżeniu uznać za proces konwekcyjnego przenoszenia ciepła na zewnątrz płaskiej płyty.

3.2. Wpływ średnicy dyszy na szybkość zużywania się ostrzy z węglika spiekanego

Większa średnica dyszy oznacza większy obszar uderzenia i większą siłę uderzenia w wapień, co pomaga zmniejszyć siłę mechaniczną działającą na ostrze i zmniejszyć jego zużycie. Wykazano, że szybkości zużycia zmniejszają się wraz ze wzrostem średnicy dyszy wiertła.

3.3. Mechanizm zużycia ostrza wiertła z węglików spiekanych strumieniem wody

Rodzaj uszkodzenia ostrzy z węglika spiekanego podczas wiercenia strumieniem wody nie jest taki sam jak w przypadku wiercenia na sucho. W eksperymentach wiercenia strumieniem wody pod tym samym zoomem nie wykryto żadnych poważnych pęknięć, a powierzchnie wykazują głównie morfologię zużycia.

Istnieją głównie trzy powody, aby wyjaśnić różne wyniki. Po pierwsze, strumień wody może skutecznie obniżyć temperaturę powierzchni i naprężenia termiczne. Po drugie, strumień wody zapewnia siłę uderzenia powodującą pękanie wapienia i pomaga zmniejszyć siłę mechaniczną działającą na ostrze. Zatem suma naprężeń termicznych i naprężeń mechanicznych, które mogą wywołać poważne kruche pęknięcia, może być niższa niż wytrzymałość materiałuostrze podczas wiercenia wodą. Po trzecie, strumień wody o wyższym ciśnieniu mógłby utworzyć stosunkowo chłodniejszą warstwę wody do smarowania ostrza i mógłby odpędzić twarde cząstki ścierne w skale jak polerka. Dlatego powierzchnia ostrza przy wierceniu strumieniem wody jest znacznie gładsza niż przy wierceniu na sucho, a tempo zużycia zmniejsza się wraz ze wzrostem ciśnienia strumienia wody.

Chociaż unika się szerokiego zakresu kruchych pęknięć, nadal dochodzi do uszkodzeń powierzchni ostrzy podczas wiercenia skał strumieniem wody.

Proces zużywania się ostrzy z węglików spiekanych podczas wiercenia strumieniem wody w kamieniu wapiennym można podzielić na dwa etapy. Początkowo, w warunkach podwodnego wspomagania strumieniowego, na krawędzi ostrza pojawiają się mikropęknięcia, prawdopodobnie spowodowane miejscowym ścieraniem mechanicznym oraz naprężeniami termicznymi wywołanymi temperaturą błysku. Faza Co jest znacznie bardziej miękka niż faza WC i jest łatwa do noszenia. Tak więc, gdy ostrze frezuje skałę, najpierw zużywa się faza Co, a wraz z wypłukiwaniem cząstek przez strumień wody, porowatość między ziarnami jest większa, a powierzchnia ostrza staje się bardziej nierówna.

Następnie ten rodzaj uszkodzenia mikropowierzchni rozszerza się od krawędzi do środka powierzchni ostrza. Ten proces polerowania trwa od krawędzi do środka powierzchni ostrza. Kiedy wiertło wierci w skale w sposób ciągły, wypolerowana powierzchnia na krawędziach tworzy nowe mikropęknięcia, które następnie rozciągają się na środek powierzchni ostrza z powodu mechanicznego ścierania i naprężeń termicznych spowodowanych temperaturą błysku.

Dlatego ten proces zgrubnego polerowania jest stale powtarzany od krawędzi do środka powierzchni ostrza, a ostrze będzie coraz cieńsze, aż przestanie działać.

4. Wniosek

4.1 Ciśnienie strumienia wody odgrywa ważną rolę w szybkości zużycia wierteł z węglików spiekanych podczas wiercenia skał strumieniem wody. Szybkości zużycia zmniejszają się wraz ze wzrostem ciśnienia strumienia. Ale prędkość spadku wskaźników zużycia nie jest równomierna. Zmniejsza się coraz wolniej, gdy ciśnienie strumienia przekracza 10 MPa.

4.2 Rozsądna konstrukcja dyszy może poprawić odporność na zużycie ostrzy z węglika spiekanego. Co więcej, zwiększenie średnicy dyszy strumieniowej mogłoby zmniejszyć tempo zużycia ostrzy.

4.3 Analiza powierzchni wykazała, że ​​ostrza z węglików spiekanych przy wierceniu strumieniem wody w wapieniu wykazują kołowe działanie kruchego pękania, wyrywania ziarna i polerowania, co indukuje proces usuwania materiału.

Postaw na ZZBETTER już dziś

Obróbka strumieniem wody jest jednym z najszybciej rozwijających się procesów obróbki skrawaniem. Wiele branż przyjęło ten proces ze względu na wysoką jakość cięcia różnych materiałów. Jego przyjazność dla środowiska oraz fakt, że materiały nie ulegają deformacji pod wpływem ciepła podczas cięcia.

Ze względu na wysokie ciśnienie generowane podczas procesu, przemysłowe cięcie strumieniem wody musi być wykonywane ostrożnie przez ekspertów na wszystkich etapach cięcia. W ZZBETTER możesz pozyskać doświadczonych ekspertów, którzy zajmą się wszystkimi Twoimi potrzebami w zakresie obróbki strumieniem wody. Jesteśmy również kompleksowym producentem szybkiego prototypowania, specjalizującym się w obróbce CNC, produkcji blach, szybkim formowaniu wtryskowym i różnych rodzajach wykończeń powierzchni. Nie wahaj się z nami skontaktować i otrzymaj bezpłatną wycenę już dziś.

Jeśli jesteś zainteresowany rurą do cięcia strumieniem wody z węglika wolframu i chcesz uzyskać więcej informacji i szczegółów, możesz SKONTAKTOWAĆ SIĘ Z NAMI telefonicznie lub pocztą po lewej stronie, lub WYŚLIJ NAM MAIL na dole strony.