CN103862386B

CN103862386B - 水切割喷砂管的制作方法

Info

Publication number: CN103862386B
Application number: CN201410097972.7A
Authority: CN
Inventors: 邓湘凌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: CN103862386A

Abstract

本发明提供一种水切割喷砂管及其制作方法，所述水切割喷砂管包括原料组分及其重量百分比如下：纳米碳化钨95-98%、镍0.1-1%、钼0.1-1%、钨0.1-1%、钴0.1-1%及钛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、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，适用于高压磨蚀环境；其制作方法简单，以价格低廉的纳米碳化钨等为原料，降低了生产成本，且在双向热压高温振荡条件下对喷砂管坯体进行烧结，提高了产品性能。

Description

水切割喷砂管的制作方法

技术领域

本发明涉及一种喷砂管及其制作方法，特别涉及一种水切割喷砂管及其制作方法。

背景技术

水切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器，在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。因为其易操作，良品率高，不会产生有害的气体或液体，不会在工件表面产生热量，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。

水切割的实现原理是外来水从进口进入储水罐，由高压水泵进行加压，形成水流，该水流经过高压管输送到喷砂管，然后从喷砂管喷射出来。水切割机的工作原理虽然简单，但因产生高速水流需要60000PSI以上的高压，因此其设计十分复杂，对部件的加工工艺和制作材料都要求十分严格，在设计过程中，有处小小的渗漏都会对部件持久地侵蚀导致损坏。

水切割喷砂管作为水切割设备的喷射部件，是水切割设备的关键部件之一，对硬度、耐高压性、耐腐蚀性、耐磨蚀等要求十分高、其质量的好坏直接影响着水切割设备的切割工艺的好坏。传统的水切割喷砂管常采用宝石制成，但宝石的成本高昂，增加了水切割设备的制作成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水切割喷砂管，具有硬度高、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，且以纳米碳化钨等为原料，降低了生产成本。

本发明的另一目的在于，提供一种水切割喷砂管制作方法，方法简单，以纳米碳化钨等为原料，降低了生产成本，且在双向热压高温振荡条件下对喷砂管坯体进行烧结，提高产品性能，使制得的水切割喷砂管具有耐高压、耐磨蚀、耐腐蚀、硬度高等特点，适用于高压磨蚀环境。

为实现上述目的，本发明提供一种水切割喷砂管，其包括原料组分及其重量百分比如下：纳米碳化钨95-98%、镍0.1-1%、钼0.1-1%、钨0.1-1%、钴0.1-1%及钛0.1-1%。

其密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。

本发明还提供一种水切割喷砂管的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、提供原料，所述原料组分及其重量百分比为：纳米碳化钨95-98%、镍0.1-1%、钼0.1-1%、钨0.1-1%、钴0.1-1%及钛0.1-1%；

步骤二、将所述原料进行搅拌、研磨；

步骤三、将研磨后的原料制成喷砂管坯体；

步骤四、将喷砂管坯体放置于一高温烧结炉体内；

步骤五、将高温烧结炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空；

步骤六、施加200～250吨压力于喷砂管坯体上，同时施加微波振动于喷砂管坯体上；

步骤七、加热高温烧结炉体到1600～1700℃，然后保持该温度一段时间；

步骤八、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却；

步骤九、对冷却后的喷砂管坯体进行研磨、成孔、抛光，制得水切割喷砂管。

所述步骤七中保持该温度的时间为2小时。

所述步骤六中，通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压喷砂管坯体，从而实现对喷砂管坯体施加压力。

所述步骤六中，通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于喷砂管坯体上。

所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。

所述步骤八的冷却操作包括：自然降温，降至预定温度后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至预定温度后，继续冷却同时开始计时，达到温度后停止冷却。

所述惰性气体为氩气或氢气。

所述步骤五抽真空后，对炉体内充入惰性气体,所述惰性气体为氩气或氢气。

本发明的有益效果：本发明提供一种水切割喷砂管及其制作方法，所述水切割喷砂管密度大于或等于15.4kg/m³，硬度大于等于2400HV，具有硬度高、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，适用于高压磨蚀环境，其制作方法简单，以价格低廉的纳米碳化钨等为原料，降低了生产成本，且在双向热压高温振荡条件下对喷砂管坯体进行烧结，提高了产品性能。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例进行详细描述。

本发明提供一种水切割喷砂管，其包括原料组分及其重量百分比如下：纳米碳化钨95-98%、镍0.1-1%、钼0.1-1%、钨0.1-1%、钴0.1-1%及钛0.1-1%。

所述水切割喷砂管的密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。因此，所述水切割喷砂管具有硬度高、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，适用于高压磨蚀环境，且降低了生产成本。

步骤一、提供原料，所述原料组分及其重量百分比为：纳米碳化钨95-98%、镍0.1-1%、钼0.1-1%、钨0.1-1%、钴0.1-1%及钛0.1-1%。

所述水切割喷砂管以价格低廉的纳米碳化钨作为材料，降低了生产成本。

步骤二、将所述原料进行搅拌、研磨。

搅拌、研磨所述原料，以使原料的各组分混合均匀。

步骤三、将研磨后的原料制成喷砂管坯体。

所述喷砂管坯体的制作工艺与现有的陶瓷胚体的制作工艺相同。

步骤四、将喷砂管坯体放置于一高温烧结炉体内。

所述高温烧结炉可以为双向热压高温振荡烧结炉，其采用双压头结构，通过上下同时加压达到受力均匀，能提高产品性能，且采用高纯高压石墨制成的石墨压头，强度更大，可承受更大压力。使用前需要检测高温烧结炉的电源、气源及水源，将喷砂管坯体自高温烧结炉的炉体上端开口放置炉体中保温筒内，再将高温烧结炉的上炉盖紧密盖合于炉体上端。

步骤五、将高温烧结炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空。

本实施例中，接通高温烧结炉的抽气泵进行抽气即可将其炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空。

步骤六、施加200～250吨压力于喷砂管坯体上，同时施加微波振动于喷砂管坯体上。

具体操作时，可以通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压喷砂管坯体，从而实现对喷砂管坯体施加压力。

具体操作时，可以通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于喷砂管坯体上；所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。

本实施例中，所述高温烧结炉为双向热压高温振荡烧结炉，其具有双压头结构和双微波振动装置，通过操作所述高温烧结炉即可实现步骤六的操作，具体的，所述高温烧结炉的上、下压头分别通过高温烧结炉的第一液压缸及第二液压缸工作带动向对应的高温烧结炉的石墨压头挤压，该上、下压头分别带动对应的石墨压头从高温烧结炉的保温筒两端向中间以200～250吨压力挤压，高温烧结炉的第一微波振动装置及第二微波振动装置分别振动并使上、下压头向对应石墨压头挤压的同时发生振动。所述高温烧结炉的第一微波振动装置及第二微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。

步骤七、加热高温烧结炉体到1600～1700℃，然后保持该温度一段时间。

保持该温度的时间可以为2小时。

本实施例中，通过接通高温烧结炉的电源，在真空状态下，由高温烧结炉的电极供电给高温烧结炉的加热体进行加热升温，炉体内温度从常温加热到1600～1700℃，然后保持该温度一段时间。炉体内温度从常温加热到预定温度时间为6-10小时，保持该温度（1600～1700℃）的时间为2小时，进一步地，炉体内温度从常温加热到500℃时间为2小时，再将温度从500℃加热至所述温度（1600～1700℃）时间为4-8小时。

步骤八、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却。

所述步骤八的冷却操作包括：自然降温，降至800℃后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至200℃后，继续冷却同时开始计时，达到80℃后停止冷却。

所述惰性气体为氩气或氢气。

所述步骤八中，下降温度和冷却时间可根据具体情况设定。根据上述步骤冷却后的喷砂管坯体的密度大于或等于15.4kg/m3，硬度大于或等于2400HV。因此，所述水切割喷砂管具有硬度高、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，适用于高压磨蚀环境。

可以通过现有技术对冷却后的喷砂管坯体进行研磨、抛光、成孔，以制成水切割喷砂管。

值得一提的是，所述步骤五抽真空后，还可以对炉体内充入惰性气体，保护所述喷砂管坯体，所述惰性气体为氩气或氢气。

综上所述，本发明提供一种水切割喷砂管及其制作方法，所述水切割喷砂管以超细晶硬质合金为材料，其密度大于或等于15.4kg/m³，硬度大于等于2400HV，具有硬度高、耐高压、耐腐蚀、耐磨蚀等特点，适用于高压磨蚀环境，其制作方法简单，以价格低廉的纳米碳化钨等为原料，降低了生产成本，且在双向热压高温振荡条件下对喷砂管坯体进行烧结，提高了产品性能。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、提供原料，所述原料组分及其重量百分比为：纳米碳化钨95-98％、镍0.1-1％、钼0.1-1％、钨0.1-1％、钴0.1-1％及钛0.1-1％；

步骤二、将所述原料进行搅拌、研磨；

步骤三、将研磨后的原料制成喷砂管坯体；

步骤四、将喷砂管坯体放置于一高温烧结炉体内；

步骤八、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却；

2.如权利要求1所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述步骤七中保持该温度的时间为2小时。

3.如权利要求1所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述步骤六中，通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压喷砂管坯体，从而实现对喷砂管坯体施加压力。

4.如权利要求1所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述步骤六中，通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于喷砂管坯体上。

5.如权利要求4所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。

6.如权利要求1所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述步骤八的冷却操作包括：自然降温，降至800℃后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至200℃后，继续冷却同时开始计时，达到80℃后停止冷却。

7.如权利要求6所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

8.如权利要求1所述的水切割喷砂管的制作方法，其特征在于，所述步骤五抽真空后，对炉体内充入惰性气体，所述惰性气体为氩气。