Opotrebenie trysky vodným lúčom z karbidu volfrámu

Vŕtanie tvrdej horniny rezaním vodným lúčom sa považuje za efektívny spôsob, ako zlepšiť životnosť čepelí zo slinutého karbidu. Tento článok bude stručne hovoriť o experimente opotrebenia vodnej trysky YG6 z karbidu volfrámu, keď sa používa pri vŕtaní do vápenca. Výsledok experimentu ukáže, že tlak vodného lúča a priemer dýzy majú dôležitý vplyv na opotrebenie vodnej dýzy z karbidu volfrámu.

1. Zavedenie vodného lúča

Vodný lúč je lúč kvapaliny s vysokou rýchlosťou a tlakom a používa sa na rezanie, tvarovanie alebo hĺbenie. Pretože systém vodného lúča je jednoduchý a náklady nie sú príliš drahé, je široko používaný na obrábanie kovov a lekárske operácie. Slinutý karbid je dominantným materiálom v obrábacích a banských nástrojoch pre svoju jedinečnú kombináciu tvrdosti, húževnatosti a nízkej ceny. Avšak nástroj zo slinutého karbidu bol vážne poškodený pri vŕtaní do tvrdých hornín. Ak sa na pomoc vrtáku použije vodný prúd, mohol by naraziť na kameň, aby sa znížila sila čepele a vymieňalo by sa teplo na chladenie teploty čepele, preto by to bol účinný spôsob, ako zlepšiť životnosť čepele zo slinutého karbidu, keď vodný prúd sa používa pri vŕtaní s kývaním.

2. Materiály a experimentálne postupy

2.1 Materiály

Materiály použité v tomto experimente sú vodná tryska zo slinutého karbidu YG6 a tvrdý materiál vápenec.

2.2 Experimentálne postupy

Tento experiment sa uskutočnil pri izbovej teplote a udržiaval rýchlosť vŕtania na 120 mm/min a rýchlosť valcovania na 70 kôl/min počas 30 minút v experimentoch s cieľom preskúmať vplyv rôznych parametrov vodného prúdu vrátane tlaku prúdu, priemeru dýzy, na vlastnostiach opotrebovania rúrky na rezanie vodným lúčom zo slinutého karbidu.

3. Výsledky a diskusia

3.1. Vplyv tlaku vodného prúdu na rýchlosť opotrebovania čepelí zo slinutého karbidu

Ukazuje sa, že miera opotrebenia je dosť vysoká bez pomoci vodného lúča, ale miera opotrebenia sa prudko zníži, keď sa vodný lúč pripojí. Rýchlosť opotrebenia sa zníži, keď sa zvýši tlak prúdu. Napriek tomu miera opotrebovania pomaly klesá, keď je tlak prúdu nad 10 MPa.

Rýchlosť opotrebovania je ovplyvnená mechanickým namáhaním a teplotou čepelí a prúd vody pomáha znižovať mechanické namáhanie a teplotu.

Vyšší tlak prúdu by tiež mohol zvýšiť účinnosť výmeny tepla na zníženie pracovnej teploty. K prenosu tepla dochádza pri prúdení vodného prúdu cez povrch čepele s chladiacim efektom. Tento proces chladenia možno približne považovať za proces prenosu tepla konvekciou mimo plochej dosky.

3.2. Vplyv priemeru dýzy na rýchlosť opotrebovania čepelí zo slinutého karbidu

Väčší priemer dýzy znamená väčšiu plochu dopadu a väčšiu nárazovú silu na vápenec, čo pomáha znižovať mechanickú silu na čepeľ a znižovať jej opotrebovanie. Ukazuje sa, že miera opotrebovania klesá so zvyšovaním priemeru dýzy vrtáku.

3.3. Mechanizmus opotrebovania vrtnej horniny s čepeľou zo slinutého karbidu s vodným lúčom

Typ poruchy čepelí zo slinutého karbidu pri vŕtaní vodným lúčom nie je rovnaký ako pri vŕtaní za sucha. Pri vŕtacích experimentoch s vodným lúčom pri rovnakom rozsahu priblíženia neboli zistené žiadne vážne trhliny a povrchy vykazujú hlavne morfológiu opotrebovania.

Existujú hlavne tri dôvody na vysvetlenie rôznych výsledkov. Po prvé, prúd vody môže účinne znížiť povrchovú teplotu a tepelné namáhanie. Po druhé, prúd vody poskytuje nárazovú silu na praskanie vápenca a pomáha znižovať mechanickú silu na čepeľ. Súčet tepelného napätia a mechanického namáhania, ktoré môže spôsobiť vážne krehké lomy, by teda mohol byť nižší ako pevnosť materiálučepeľ pri vŕtaní vodou. Po tretie, prúd vody s vyšším tlakom by mohol vytvoriť porovnateľne chladnejšiu vodnú vrstvu na mazanie čepele a mohol by strhnúť tvrdé abrazívne častice v hornine ako leštička. Preto je povrch čepele pri vŕtaní vodným lúčom oveľa hladší ako pri vŕtaní za sucha a miera opotrebenia sa zníži, kým sa zvýši tlak vodného lúča.

Aj keď sa predíde širokému spektru krehkých zlomenín, pri vŕtaní do hornín vodným lúčom bude stále dochádzať k poškodeniu povrchu čepelí.

Proces opotrebovania čepelí zo slinutého karbidu pri vŕtaní do vápenca vodným lúčom by sa dal rozdeliť do dvoch etáp. Na začiatku sa v podmienkach s asistenciou podvodného lúča objavia na hrane čepele mikrotrhliny, pravdepodobne spôsobené lokálnym mechanickým odieraním a tepelným namáhaním, ktoré je vyvolané teplotou vzplanutia. Fáza Co je oveľa mäkšia ako fáza WC a ľahko sa nosí. Takže keď čepeľ frézuje horninu, najskôr sa opotrebuje Co fáza a častice odplavené prúdom vody sa pórovitosť medzi zrnami zväčší a povrch čepele sa stane nerovnomernejším.

Potom sa tento druh mikropovrchového poškodenia rozširuje od okraja do stredu povrchu čepele. A tento proces leštenia pokračuje od okraja do stredu povrchu čepele. Keď vrták nepretržite vŕta do horniny, vyleštený povrch na okrajoch vytvorí nové mikrotrhliny, ktoré sa potom rozšíria do stredu povrchu čepele v dôsledku mechanického oderu a tepelného namáhania spôsobeného teplotou blesku.

Preto sa tento proces hrubovania a leštenia neustále opakuje od okraja do stredu povrchu čepele a čepeľ sa bude stenčovať a stenčovať, až nebude fungovať.

4. Záver

4.1 Tlak vodného lúča hrá dôležitú úlohu v rýchlosti opotrebovania vrtákov zo slinutého karbidu pri vŕtaní hornín vodným lúčom. Miera opotrebovania klesá so zvyšujúcim sa tlakom prúdu. Rýchlosť poklesu miery opotrebovania však nie je rovnomerná. Klesá stále pomalšie, keď je tlak prúdu nad 10 MPa.

4.2 Rozumná štruktúra trysky môže zlepšiť odolnosť čepelí zo slinutého karbidu proti opotrebovaniu. Okrem toho by zväčšenie priemeru dýzy mohlo znížiť mieru opotrebovania lopatiek.

4.3 Povrchová analýza preukázala, že čepele zo slinutého karbidu pri vŕtaní do vápenca vodným lúčom vykazujú kruhové pôsobenie krehkého lomu, vyťahovania zrna a leštenia, čo vyvoláva proces úberu materiálu.

Spoľahnite sa na ZZBETTER ešte dnes

Obrábanie vodným lúčom je jedným z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich procesov obrábania. Mnoho priemyselných odvetví prijalo tento proces kvôli vysokej kvalite rezania cez rôzne materiály. Jeho šetrnosť k životnému prostrediu a skutočnosť, že materiály sa pri rezaní teplom nedeformujú.

Kvôli vysokému tlaku, ktorý vzniká počas procesu, musia odborníci vo všetkých fázach rezania zaobchádzať s priemyselným vodným lúčom opatrne. V spoločnosti ZZBETTER môžete získať skúsených odborníkov na zvládnutie všetkých vašich potrieb v oblasti obrábania vodným lúčom. Sme tiež výrobcom rýchleho prototypovania na jednom mieste, ktorý sa špecializuje na CNC obrábanie, výrobu plechov, rýchle vstrekovanie a rôzne typy povrchových úprav. Neváhajte nás kontaktovať a získajte bezplatnú cenovú ponuku ešte dnes.

Ak máte záujem o trubicu na rezanie vodným lúčom z karbidu wolfrámu a chcete viac informácií a podrobností, môžete NÁS KONTAKTOVAŤ telefonicky alebo poštou vľavo, alebo NÁM POŠLITE MAIL v spodnej časti stránky.