Slitage av Tungsten Carbide Waterjet Munstycke

Borrning av hårt berg med vattenskärning anses vara ett effektivt sätt att förbättra livslängden för hårdmetallbladen. Den här artikeln kommer kort att prata om experimentet med slitaget på YG6 volframkarbid vattenstrålemunstycke när det används i kalkstensborrning. Experimentresultatet kommer att visa att vattenstråletrycket och munstycksdiametern spelar en viktig inverkan på slitaget på vattenskärmunstycket av volframkarbid.

1. Införande av vattenstråle

En vattenstråle är en vätskestråle med hög hastighet och tryck och används för att skära, forma eller grotta. Eftersom vattenstrålesystemet är enkelt och kostnaden inte är särskilt dyr, används det ofta för metallbearbetning och medicinsk drift. Hårdmetall är det dominerande materialet i bearbetnings- och gruvverktyg för sin unika kombination av hårdhet, seghet och låga pris. Hårdmetallverktyget skadades dock allvarligt i hårdbergsborrning. Om en vattenstråle används för att hjälpa borrkronan, kan den påverka berget för att minska bladkraften och utbyta värmen för att kyla bladtemperaturen, därför skulle det vara ett effektivt sätt att förbättra livslängden för hårdmetallbladet när vattenstråle används vid gungborrning.

2. Material och experimentella förfaranden

2.1 Material

Materialen som används i detta experiment är YG6-vattenmunstycket av hårdmetall och det hårda materialet kalksten.

2.2 Experimentella förfaranden

Detta experiment utfördes vid rumstemperatur och höll borrhastigheten vid 120 mm/min och rullningshastigheten vid 70 varv/min under 30 minuter i experimenten, med syfte att undersöka inverkan av olika vattenstråleparametrar inklusive jettryck, munstycksdiameter, på slitageegenskaperna hos vattenskärröret i hårdmetall.

3. Resultat och diskussion

3.1. Effekt av vattenstråletryck på slitagehastigheterna för hårdmetallbladen

Det visas att nötningshastigheten är ganska hög utan hjälp av vattenstrålen, men nötningshastigheterna minskar kraftigt när vattenstrålen ansluter sig. Slitagehastigheterna minskar när stråltrycket ökar. Ändå minskar slitagehastigheten långsamt när stråltrycket är över 10 MPa.

Slitagehastigheterna påverkas av den mekaniska belastningen och temperaturen på bladen, och vattenstrålen är till hjälp för att minska den mekaniska belastningen och temperaturen.

Högre jettryck kan också öka den termiska utbyteseffektiviteten för att minska arbetstemperaturen. Värmeöverföring sker när vattenstrålen strömmar genom bladets yta, med en kylande effekt. Denna kylningsprocess kan ungefär betraktas som processen för konvektiv värmeöverföring utanför en plan platta.

3.2. Effekt av munstycksdiametern på slitagehastigheten för hårdmetallbladen

En större munstycksdiameter innebär en större slagyta och mer slagkraft på kalkstenen, vilket hjälper till att minska den mekaniska kraften på bladet och minska dess slitage på det. Det visas att förslitningshastigheterna minskar med ökningen av borrkronans munstycksdiameter.

3.3. Slitmekanism av hårdmetallbladsborrsten med vattenstråle

Feltypen för hårdmetallbladen vid vattenstråleborrning är inte densamma som vid torrborrning. Inga allvarliga sprickor påvisas i borrexperimenten med vattenstrålen under samma zoomomfattning och ytorna visar i huvudsak slitagemorfologi.

Det finns främst tre skäl att förklara de olika resultaten. För det första kan en vattenstråle effektivt minska yttemperaturen och termisk stress. För det andra ger vattenstrålen slagkraft för att spricka kalkstenen, och den hjälper till att minska den mekaniska kraften på bladet. Således kan summan av termisk spänning och mekanisk spänning som kan inducera allvarliga spröda sprickor vara lägre än materialhållfastheten förbladet vid borrning med vatten. För det tredje skulle vattenstrålen med högre tryck kunna bilda ett jämförelsevis kallare vattenskikt för att smörja bladet och kan pressa bort de hårda slipande partiklarna i berget som en polermaskin. Därför är ytan på bladet vid vattenstråleborrning mycket jämnare än vid torrborrning, och slitagehastigheten kommer att minska medan vattenstråletrycket ökar.

Även om ett brett spektrum av spröda sprickor undviks, kommer det fortfarande att finnas ytskador på bladen vid bergborrning med vattenstråle.

Slitprocessen av hårdmetallblad vid kalkstensborrning med vattenstråle kan delas upp i två steg. Inledningsvis, i undervattensstrålassisterade förhållanden, uppstår mikrosprickor på kanten av bladet, troligen orsakade av lokal mekanisk nötning och termisk stress som induceras av blixttemperaturen. Co-fasen är mycket mjukare än WC-fasen och den är lätt att bära. Så när bladet fräser berget slits Co-fasen först, och med partiklar som sköljs bort av vattenstrålen blir porositeten mellan kornen större och bladets yta blir mer ojämn.

Sedan expanderar den här typen av skador på mikroytan från kanten till mitten av bladets yta. Och denna polerprocess fortsätter från kanten till mitten av bladets yta. När borrkronan borrar in i berget kontinuerligt kommer den polerade ytan på kanterna att bilda nya mikrosprickor som sedan sträcker sig till mitten av bladets yta på grund av mekanisk nötning och termisk spänning orsakad av flashtemperatur.

Därför upprepas denna grovpolering från kanten till mitten av bladets yta konstant, och bladet kommer att bli tunnare och tunnare tills det inte kan fungera.

4. Slutsats

4.1 Vattenstrålens tryck spelar en viktig roll för slitaget på hårdmetallborrkronor vid bergborrning med vattenstrålen. Slitagehastigheterna minskar med ökningen av stråltrycket. Men nedgångshastigheten för slitaget är inte jämn. Den avtar allt långsammare när stråltrycket är över 10 MPa.

4.2 Rimlig munstycksstruktur kan förbättra slitstyrkan hos hårdmetallbladen. Dessutom kan en ökning av strålmunstyckets diameter minska slitagehastigheterna för bladen.

4.3 Ytanalys visade att hårdmetallblad vid kalkstensborrning med vattenstråle visar cirkulär verkan av spröd brott, kornutdragning och polering, vilket inducerar materialavlägsnandeprocessen.

Lita på ZZBETTER idag

Vattenstrålebearbetning är en av de snabbast utvecklande bearbetningsprocesserna. Många industrier har anammat processen på grund av den höga kvaliteten på skärning genom olika material. Dess miljövänlighet och det faktum att material inte deformeras av värme under skärning.

På grund av det höga tryck som genereras under processen måste industriell vattenstråleskärning hanteras försiktigt av experter i alla skeden av skärningen. Hos ZZBETTER kan du få erfarna experter att hantera alla dina behov av vattenstrålebearbetning. Vi är också en tillverkare av snabba prototyper, specialiserade på CNC-bearbetning, plåttillverkning, snabb formsprutning och olika typer av ytfinish. Tveka inte att kontakta oss och få en kostnadsfri offert idag.

Om du är intresserad av ett vattenskärrör av volframkarbid och vill ha mer information och detaljer kan du KONTAKTA OSS via telefon eller mail till vänster, eller SKICKA MAIL till oss längst ner på sidan.