Độ mòn của vòi phun tia nước cacbua vonfram

Khoan đá cứng bằng cắt tia nước được coi là một cách hiệu quả để cải thiện tuổi thọ làm việc của các lưỡi cacbua xi măng. Bài viết này sẽ nói ngắn gọn về thí nghiệm về sự mài mòn của vòi phun tia nước cacbua vonfram YG6 khi nó được sử dụng trong khoan đá vôi. Kết quả thí nghiệm sẽ cho thấy rằng áp suất tia nước và đường kính vòi phun có ảnh hưởng quan trọng đến độ mòn của vòi cắt tia nước cacbua vonfram.

1. Giới thiệu tia nước

Tia nước là một chùm chất lỏng có vận tốc và áp suất cao và được sử dụng để cắt, tạo hình hoặc đục lỗ. Do hệ thống tia nước đơn giản và chi phí không đắt lắm nên nó được sử dụng rộng rãi trong gia công kim loại và vận hành y tế. Cacbua xi măng là vật liệu chiếm ưu thế trong các công cụ gia công và khai thác nhờ sự kết hợp độc đáo giữa độ cứng, độ dẻo dai và giá cả phải chăng. Tuy nhiên, công cụ cacbua xi măng đã bị hư hỏng nghiêm trọng khi khoan đá cứng. Nếu một tia nước được sử dụng để hỗ trợ mũi khoan, nó có thể tác động lên đá để giảm lực lưỡi và trao đổi nhiệt để làm mát nhiệt độ lưỡi khoan, do đó, đây sẽ là một cách hiệu quả để cải thiện tuổi thọ của lưỡi cacbua xi măng khi máy bay phản lực nước được sử dụng trong rocking khoan.

2. Vật liệu và quy trình thí nghiệm

2.1 Vật liệu

Các vật liệu được sử dụng trong thí nghiệm này là vòi phun tia nước cacbua xi măng YG6 và đá vôi vật liệu cứng.

2.2 Quy trình thí nghiệm

Thí nghiệm này được thực hiện ở nhiệt độ phòng, giữ tốc độ khoan 120 mm/phút và tốc độ cán 70 vòng/phút trong 30 phút trong thí nghiệm, nhằm khảo sát ảnh hưởng của các thông số tia nước khác nhau bao gồm áp suất tia nước, đường kính vòi phun, về đặc tính mài mòn của ống cắt bằng tia nước cacbua xi măng.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Ảnh hưởng của áp suất tia nước đến tốc độ mài mòn của lưỡi cacbua xi măng

Nó chỉ ra rằng tốc độ mài mòn khá cao khi không có sự trợ giúp của tia nước, nhưng tốc độ hao mòn giảm mạnh khi có tia nước tham gia. Tốc độ hao mòn giảm khi áp suất tia nước tăng lên. Tuy nhiên, tốc độ mài mòn giảm chậm khi áp suất phản lực trên 10 MPa.

Tốc độ mài mòn bị ảnh hưởng bởi ứng suất cơ học và nhiệt độ của các cánh quạt, và tia nước rất hữu ích để giảm ứng suất cơ học và nhiệt độ.

Áp suất phản lực cao hơn cũng có thể làm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ làm việc. Quá trình truyền nhiệt diễn ra khi tia nước chảy qua bề mặt của lưỡi dao, với tác dụng làm mát. Quá trình làm nguội này có thể coi gần như là quá trình truyền nhiệt đối lưu bên ngoài tấm phẳng.

3.2. Ảnh hưởng của đường kính vòi phun đến tốc độ mài mòn của lưỡi cacbua xi măng

Đường kính vòi phun lớn hơn có nghĩa là diện tích tác động lớn hơn và lực tác động lên đá vôi nhiều hơn, giúp giảm lực cơ học lên lưỡi dao và giảm độ mài mòn của nó. Nó chỉ ra rằng tốc độ mài mòn giảm khi đường kính vòi phun của mũi khoan tăng lên.

3.3. Cơ chế mài mòn của đá khoan lưỡi cacbua xi măng bằng tia nước

Loại hỏng hóc của lưỡi cacbua xi măng trong khoan tia nước không giống như trong khoan khô. Không có vết nứt nghiêm trọng nào được phát hiện trong các thí nghiệm khoan với tia nước trong cùng phạm vi thu phóng và các bề mặt chủ yếu thể hiện hình thái mài mòn.

Chủ yếu có ba lý do để giải thích các kết quả khác nhau. Thứ nhất, tia nước có thể làm giảm nhiệt độ bề mặt và ứng suất nhiệt một cách hiệu quả. Thứ hai, tia nước cung cấp lực tác động làm nứt đá vôi, đồng thời giúp giảm lực cơ học tác dụng lên lưỡi dao. Do đó, tổng ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học có thể gây ra các vết nứt giòn nghiêm trọng có thể thấp hơn độ bền vật liệu củalưỡi khoan với nước. Thứ ba, tia nước với áp suất cao hơn có thể tạo thành một lớp nước tương đối mát hơn để bôi trơn lưỡi cắt và có thể cuốn trôi các hạt mài mòn cứng trong đá giống như máy đánh bóng. Do đó, bề mặt của lưỡi trong khoan tia nước mịn hơn nhiều so với khoan khô và tốc độ mài mòn sẽ giảm khi áp suất tia nước tăng lên.

Mặc dù tránh được nhiều vết nứt giòn, nhưng vẫn sẽ có hư hỏng bề mặt trên các lưỡi dao khi khoan đá bằng tia nước.

Quá trình mài mòn của lưỡi cacbua xi măng trong khoan đá vôi bằng tia nước có thể được chia thành hai giai đoạn. Ban đầu, trong điều kiện có sự hỗ trợ của phản lực dưới nước, các vết nứt nhỏ xuất hiện trên mép lưỡi dao, có thể do mài mòn cơ học cục bộ và ứng suất nhiệt gây ra bởi nhiệt độ chớp cháy. Pha Co mềm hơn nhiều so với pha WC và rất dễ bị mòn. Vì vậy, khi lưỡi dao nghiền đá, pha Co bị mòn trước và với các hạt bị tia nước cuốn trôi, độ xốp giữa các hạt lớn hơn và bề mặt của lưỡi dao trở nên không bằng phẳng hơn.

Sau đó, loại tổn thương bề mặt vi mô này sẽ mở rộng từ mép đến tâm của bề mặt lưỡi dao. Và quá trình đánh bóng này tiếp tục từ mép đến tâm của bề mặt lưỡi cắt. Khi mũi khoan liên tục khoan vào đá, bề mặt được đánh bóng ở các cạnh sẽ hình thành các vết nứt nhỏ mới, sau đó kéo dài đến tâm của bề mặt lưỡi do mài mòn cơ học và ứng suất nhiệt do nhiệt độ chớp cháy gây ra.

Do đó, quá trình đánh bóng thô này được lặp đi lặp lại liên tục từ mép đến tâm của bề mặt lưỡi dao, và lưỡi dao sẽ ngày càng mỏng hơn cho đến khi không thể hoạt động.

4. Kết luận

4.1 Áp lực của tia nước đóng một vai trò quan trọng trong tốc độ mài mòn của mũi khoan cacbua xi măng trong khoan đá bằng tia nước. Tốc độ mài mòn giảm khi áp suất phản lực tăng. Nhưng tốc độ suy giảm của tỷ lệ hao mòn không đồng đều. Nó giảm ngày càng chậm hơn khi áp suất phản lực trên 10 MPa.

4.2 Cấu trúc vòi hợp lý có thể cải thiện khả năng chống mài mòn của lưỡi cacbua xi măng. Ngoài ra, việc tăng đường kính của vòi phun tia có thể làm giảm tốc độ mài mòn của các cánh quạt.

4.3 Phân tích bề mặt đã chứng minh rằng các lưỡi cacbua xi măng trong quá trình khoan đá vôi bằng tia nước thể hiện tác động tròn của vết nứt giòn, rút ​​hạt và đánh bóng, gây ra quá trình loại bỏ vật liệu.

Dựa vào ZZBETTER ngay hôm nay

Gia công bằng tia nước là một trong những quy trình gia công phát triển nhanh nhất. Rất nhiều ngành công nghiệp đã áp dụng quy trình này vì chất lượng cao khi cắt các vật liệu đa dạng. Tính thân thiện với môi trường của nó và thực tế là vật liệu không bị biến dạng do nhiệt trong quá trình cắt.

Do áp suất cao được tạo ra trong quá trình, cắt tia nước công nghiệp phải được xử lý cẩn thận bởi các chuyên gia ở tất cả các giai đoạn cắt. Tại ZZBETTER, bạn có thể nhờ các chuyên gia giàu kinh nghiệm xử lý tất cả các nhu cầu gia công bằng tia nước của mình. Chúng tôi cũng là nhà sản xuất tạo mẫu nhanh một cửa, chuyên về Gia công CNC, chế tạo kim loại tấm, ép phun nhanh và các loại hoàn thiện bề mặt khác nhau. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi và nhận báo giá miễn phí ngay hôm nay.

Nếu bạn quan tâm đến ống cắt bằng tia nước cacbua vonfram và muốn biết thêm thông tin và chi tiết, bạn có thể LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI qua điện thoại hoặc thư ở bên trái hoặc GỬI THƯ CHO CHÚNG TÔI ở cuối trang.