水切割噴砂管及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水切割噴砂管及其制作方法，所述水切割噴砂管包括原料組分及其重量百分比如下：納米碳化鎢95-98%、鎳0.1-1%、鉬0.1-1%、鎢0.1-1%、鈷0.1-1%及鈦0.1-1%；其密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于等于2400HV，具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境；其制作方法簡單，以價格低廉的納米碳化鎢等為原料，降低了生產(chǎn)成本，且在雙向熱壓高溫振蕩條件下對噴砂管坯體進行燒結(jié)，提高了產(chǎn)品性能。
【專利說明】水切割噴砂管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴砂管及其制作方法，特別涉及一種水切割噴砂管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水切割，又稱水刀切割，是一種利用高壓水流切割的機器，在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小。因為其易操作，良品率高，不會產(chǎn)生有害的氣體或液體，不會在工件表面產(chǎn)生熱量，水切割正成為工業(yè)切割技術(shù)方面的主流切割方式。
[0003]水切割的實現(xiàn)原理是外來水從進口進入儲水罐，由高壓水泵進行加壓，形成水流，該水流經(jīng)過高壓管輸送到噴砂管，然后從噴砂管噴射出來。水切割機的工作原理雖然簡單，但因產(chǎn)生高速水流需要60000PSI以上的高壓，因此其設(shè)計十分復(fù)雜，對部件的加工工藝和制作材料都要求十分嚴(yán)格，在設(shè)計過程中，有處小小的滲漏都會對部件持久地侵蝕導(dǎo)致?lián)p壞。
[0004]水切割噴砂管作為水切割設(shè)備的噴射部件，是水切割設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，對硬度、耐高壓性、耐腐蝕性、耐磨蝕等要求十分高、其質(zhì)量的好壞直接影響著水切割設(shè)備的切割工藝的好壞。傳統(tǒng)的水切割噴砂管常采用寶石制成，但寶石的成本高昂，增加了水切割設(shè)備的制作成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種水切割噴砂管，具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，且以納米碳化鎢等為原料，降低了生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種水切割噴砂管制作方法，方法簡單，以納米碳化鎢等為原料，降低了生產(chǎn)成本，且在雙向熱壓高溫振蕩條件下對噴砂管坯體進行燒結(jié)，提高產(chǎn)品性能，使制得的水切割噴砂管具有耐高壓、耐磨蝕、耐腐蝕、硬度高等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水切割噴砂管，其包括原料組分及其重量百分比如下:納米碳化鎢95-98%、鎳0.1-1%、鑰0.1-1%、鎢0.1_1%、鈷0.1-1%及鈦0.1_1%。
[0008]其密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。
[0009]本發(fā)明還提供一種水切割噴砂管的制作方法，包括以下步驟:
[0010]步驟一、提供原料，所述原料組分及其重量百分比為:納米碳化鎢95-98%、鎳
0.1-1%、鑰 0.1-1%、鎢 0.1-1%、鈷 0.1-1% 及鈦 0.1-1% ；
[0011]步驟二、將所述原料進行攪拌、研磨；
[0012]步驟三、將研磨后的原料制成噴砂管坯體；
[0013]步驟四、將噴砂管坯體放置于一高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)；
[0014]步驟五、將高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)抽成真空度為0.001?0.0OOOlPa的真空；
[0015]步驟六、施加200?250噸壓力于噴砂管還體上，同時施加微波振動于噴砂管還體上；
[0016]步驟七、加熱高溫?zé)Y(jié)爐體到1600?1700°C，然后保持該溫度一段時間；
[0017]步驟八、停止加熱，解除壓力與微波振動，進行冷卻；
[0018]步驟九、對冷卻后的噴砂管坯體進行研磨、成孔、拋光，制得水切割噴砂管。
[0019]所述步驟七中保持該溫度的時間為2小時。
[0020]所述步驟六中，通過兩個液壓缸分別帶動兩個石墨壓頭從相反的兩個方向來擠壓噴砂管坯體，從而實現(xiàn)對噴砂管坯體施加壓力。
[0021]所述步驟六中，通過兩個微波振動裝置分別振動來施加微波振動于噴砂管坯體上。
[0022]所述微波振動裝置的振動頻率為每分鐘50?150次,振幅為I?5噸。
[0023]所述步驟八的冷卻操作包括:自然降溫，降至預(yù)定溫度后，充入惰性氣體并接通冷卻水對高溫?zé)Y(jié)爐體進行強制降溫，降至預(yù)定溫度后，繼續(xù)冷卻同時開始計時，達到溫度后停止冷卻。
[0024]所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
[0025]所述步驟五抽真空后，對爐體內(nèi)充入惰性氣體，所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
[0026]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供一種水切割噴砂管及其制作方法，所述水切割噴砂管密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于等于2400HV，具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境，其制作方法簡單，以價格低廉的納米碳化鎢等為原料，降低了生產(chǎn)成本，且在雙向熱壓高溫振蕩條件下對噴砂管坯體進行燒結(jié)，提高了產(chǎn)品性能。
[0027]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0028]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)描述。
[0029]本發(fā)明提供一種水切割噴砂管，其包括原料組分及其重量百分比如下:納米碳化鎢 95-98%、鎳 0.1-1%、鑰 0.1-1%、鎢 0.1_1%、鈷 0.1-1% 及鈦 0.1_1%。
[0030]所述水切割噴砂管的密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。因此，所述水切割噴砂管具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境，且降低了生產(chǎn)成本。
[0031]本發(fā)明還提供一種水切割噴砂管的制作方法，包括以下步驟:
[0032]步驟一、提供原料，所述原料組分及其重量百分比為:納米碳化鎢95-98%、鎳
0.1-1%、鑰 0.1-1%、鎢 0.1-1%、鈷 0.1-1% 及鈦 0.1-1%。
[0033]所述水切割噴砂管以價格低廉的納米碳化鎢作為材料，降低了生產(chǎn)成本。
[0034]步驟二、將所述原料進行攪拌、研磨。
[0035]攪拌、研磨所述原料，以使原料的各組分混合均勻。
[0036]步驟三、將研磨后的原料制成噴砂管坯體。
[0037]所述噴砂管坯體的制作工藝與現(xiàn)有的陶瓷胚體的制作工藝相同。
[0038]步驟四、將噴砂管坯體放置于一高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)。[0039]所述高溫?zé)Y(jié)爐可以為雙向熱壓高溫振蕩燒結(jié)爐，其采用雙壓頭結(jié)構(gòu)，通過上下同時加壓達到受力均勻，能提高產(chǎn)品性能，且采用高純高壓石墨制成的石墨壓頭，強度更大，可承受更大壓力。使用前需要檢測高溫?zé)Y(jié)爐的電源、氣源及水源，將噴砂管坯體自高溫?zé)Y(jié)爐的爐體上端開口放置爐體中保溫筒內(nèi)，再將高溫?zé)Y(jié)爐的上爐蓋緊密蓋合于爐體上端。
[0040]步驟五、將高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)抽成真空度為0.001?0.0OOOlPa的真空。
[0041]本實施例中，接通高溫?zé)Y(jié)爐的抽氣泵進行抽氣即可將其爐體內(nèi)抽成真空度為0.001 ?0.0OOOlPa 的真空。
[0042]步驟六、施加200?250噸壓力于噴砂管還體上，同時施加微波振動于噴砂管還體上。
[0043]具體操作時，可以通過兩個液壓缸分別帶動兩個石墨壓頭從相反的兩個方向來擠壓噴砂管坯體，從而實現(xiàn)對噴砂管坯體施加壓力。
[0044]具體操作時，可以通過兩個微波振動裝置分別振動來施加微波振動于噴砂管坯體上；所述微波振動裝置的振動頻率為每分鐘50?150次,振幅為I?5噸。
[0045]本實施例中，所述高溫?zé)Y(jié)爐為雙向熱壓高溫振蕩燒結(jié)爐，其具有雙壓頭結(jié)構(gòu)和雙微波振動裝置，通過操作所述高溫?zé)Y(jié)爐即可實現(xiàn)步驟六的操作，具體的，所述高溫?zé)Y(jié)爐的上、下壓頭分別通過高溫?zé)Y(jié)爐的第一液壓缸及第二液壓缸工作帶動向?qū)?yīng)的高溫?zé)Y(jié)爐的石墨壓頭擠壓，該上、下壓頭分別帶動對應(yīng)的石墨壓頭從高溫?zé)Y(jié)爐的保溫筒兩端向中間以200?250噸壓力擠壓，高溫?zé)Y(jié)爐的第一微波振動裝置及第二微波振動裝置分別振動并使上、下壓頭向?qū)?yīng)石墨壓頭擠壓的同時發(fā)生振動。所述高溫?zé)Y(jié)爐的第一微波振動裝置及第二微波振動裝置的振動頻率為每分鐘50?150次,振幅為I?5噸。
[0046]步驟七、加熱高溫?zé)Y(jié)爐體到1600?1700°C，然后保持該溫度一段時間。
[0047]保持該溫度的時間可以為2小時。
[0048]本實施例中，通過接通高溫?zé)Y(jié)爐的電源，在真空狀態(tài)下，由高溫?zé)Y(jié)爐的電極供電給高溫?zé)Y(jié)爐的加熱體進行加熱升溫，爐體內(nèi)溫度從常溫加熱到1600?1700°C，然后保持該溫度一段時間。爐體內(nèi)溫度從常溫加熱到預(yù)定溫度時間為6-10小時，保持該溫度(1600?1700°C)的時間為2小時，進一步地，爐體內(nèi)溫度從常溫加熱到500°C時間為2小時，再將溫度從500°C加熱至所述溫度(1600?1700°C)時間為4_8小時。
[0049]步驟八、停止加熱，解除壓力與微波振動，進行冷卻。
[0050]所述步驟八的冷卻操作包括:自然降溫，降至800°C后，充入惰性氣體并接通冷卻水對高溫?zé)Y(jié)爐體進行強制降溫，降至200°C后，繼續(xù)冷卻同時開始計時，達到80°C后停止冷卻。
[0051 ] 所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
[0052]所述步驟八中，下降溫度和冷卻時間可根據(jù)具體情況設(shè)定。根據(jù)上述步驟冷卻后的噴砂管坯體的密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。因此，所述水切割噴砂管具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境。
[0053]步驟九、對冷卻后的噴砂管坯體進行研磨、成孔、拋光，制得水切割噴砂管。
[0054]可以通過現(xiàn)有技術(shù)對冷卻后的噴砂管坯體進行研磨、拋光、成孔，以制成水切割噴砂管。[0055]值得一提的是，所述步驟五抽真空后，還可以對爐體內(nèi)充入惰性氣體，保護所述噴砂管坯體，所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
[0056]綜上所述，本發(fā)明提供一種水切割噴砂管及其制作方法，所述水切割噴砂管以超細(xì)晶硬質(zhì)合金為材料，其密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于等于2400HV，具有硬度高、耐高壓、耐腐蝕、耐磨蝕等特點，適用于高壓磨蝕環(huán)境，其制作方法簡單，以價格低廉的納米碳化鎢等為原料，降低了生產(chǎn)成本，且在雙向熱壓高溫振蕩條件下對噴砂管坯體進行燒結(jié)，提聞了廣品性能。
[0057]以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水切割噴砂管，其特征在于，其包括原料組分及其重量百分比如下:納米碳化鎢 95-98%、鎳 0.1-1%、鑰 0.1-1%、鎢 0.1_1%、鈷 0.1-1% 及鈦 0.1_1%。
2.如權(quán)利要求1所述的水切割噴砂管，其特征在于，其密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。
3.一種水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、提供原料，所述原料組分及其重量百分比為:納米碳化鎢95-98%、鎳0.1-1%、鑰 0.1-1%、鎢 0.1-1%、鈷 0.1-1% 及鈦 0.1-1% ； 步驟二、將所述原料進行攪拌、研磨； 步驟三、將研磨后的原料制成噴砂管坯體； 步驟四、將噴砂管坯體放置于一高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)； 步驟五、將高溫?zé)Y(jié)爐體內(nèi)抽成真空度為0.0Ol?0.0OOOlPa的真空； 步驟六、施加200?250噸壓力于噴砂管還體上，同時施加微波振動于噴砂管還體上； 步驟七、加熱高溫?zé)Y(jié)爐體到1600?1700°C，然后保持該溫度一段時間； 步驟八、停止加熱，解除壓力與微波振動，進行冷卻； 步驟九、對冷卻后的噴砂管坯體進行研磨、成孔、拋光，制得水切割噴砂管。
4.如權(quán)利要求3所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述步驟七中保持該溫度的時間為2小時。
5.如權(quán)利要求3所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述步驟六中，通過兩個液壓缸分別帶動兩個石墨壓頭從相反的兩個方向來擠壓噴砂管坯體，從而實現(xiàn)對噴砂管坯體施加壓力。
6.如權(quán)利要求3所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述步驟六中，通過兩個微波振動裝置分別振動來施加微波振動于噴砂管坯體上。
7.如權(quán)利要求6所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述微波振動裝置的振動頻率為每分鐘50?150次，振幅為I?5噸。
8.如權(quán)利要求3所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述步驟八的冷卻操作包括:自然降溫，降至800°C后，充入惰性氣體并接通冷卻水對高溫?zé)Y(jié)爐體進行強制降溫，降至200°C后，繼續(xù)冷卻同時開始計時，達到80°C后停止冷卻。
9.如權(quán)利要求8所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
10.如權(quán)利要求3所述的水切割噴砂管的制作方法，其特征在于，所述步驟五抽真空后，對爐體內(nèi)充入惰性氣體，所述惰性氣體為氬氣或氫氣。
【文檔編號】B24C5/00GK103862386SQ201410097972
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】鄧湘凌 申請人:鄧湘凌