CN104801817A - 一种新型割嘴及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型割嘴及其加工方法；采用金属粉末注射成型方法制备，其优点是在保障气体割嘴功能的前提下，可方便地大批量生产不锈钢气体割嘴，几乎不用机械加工，如铸造、车、削、钻孔等工艺和设备。内部具有高压氧通道结构，内管上设有管座，内管进气端轴向和管座轴向设有与切割机械配合的锥度，加工方便。由于不锈钢耐温高，不易变形，使用寿命大大延长，综合成本大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型割嘴及其加工方法。
背景技术
气体割嘴主要分为机用割嘴和手用割嘴，目前在工业上大量应用于金属切割，全部用铜材料采用机械加工的办法来进行生产，要经过铸造、车、削、钻、攻螺纹等数十道工序加工，此种方法的优点是铜材较软，易成型；缺点是工艺复杂，所用设备成本高，材料利用率低。最终的割嘴产品三部分组件紧固在一起，割嘴在使用过程中，熔渣比较容易堵塞喷口，传统割嘴的材质导致割嘴很容易在高温下变形，只能对割嘴进行更换。因此，全国的铜质气体割嘴用量每年大约5亿只，几十家工厂生产，全世界的用量每年大约20亿只，消耗大量铜材。虽然不锈钢耐温比铜高将近500℃，但是不锈钢硬度高，机械加工困难，因此加工成本很高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明设计了一种新型气体割嘴，包括内管和外壳，内管内部设有切割氧气通道，内管和外壳组装后在内管和外壳之间形成混合气通道，内管外部具有翼台结构，外壳内部具有沉槽和筋台结构，其特征在于：内管内部具有高压氧通道结构，内管上设有管座，管座与内管设置为一体，内管与管座上设有锥形密封面。
一种新型气体割嘴，包括内管和外壳，内管内部设有切割氧气通道，内管和外壳组装后在内管和外壳之间形成混合气通道，内管外部具有翼台结构，外壳内部具有沉槽和筋台结构，其特征在于：内管内部具有高压氧通道结构，内管与管座设置为两部分，内管与管座上设有锥形密封面。
优化地，内管与管座上的锥形密封面位于同一锥面，管座上密封面设有一个或两个。
优化地，内管上设有圆形凸起，管座内部设有与圆形凸起配合的凹槽。
优化地，管座形状有梯形台、方形台、弧形台。
优化地，管座的轴向配合面和对应的外壳内沉槽轴向配合面相互间采用锥度配合。
优化地，内管内部的切割氧气通道由锥形段和平行段组成。
优化地，新型割嘴的加工方法，包括如下步骤：
（1）模具设计，包括管座与内管一体的模具和管座与内管分离的模具；
（2）选取不锈钢水雾化或气雾化粉；
（3）不锈钢粉与粘结剂按照体积比混合均匀，密炼、挤出造粒制成喂料；
（4）据标准所规定的气体割嘴的尺寸和结构制作注射成型所用的模具，制备模具尺寸的要求是根据毛胚烧结后的收缩率，将喂料利用注射成型机注入模具成型，开模取出后为毛坯；
（5）毛胚经过液体浸泡或者加热分解的办法脱除制品中的粘结剂；
（6）脱除粘结剂后的制品进行高温烧结致密化后得到烧结制品；
（7）烧结制品根据需要进行多种后处理后，将管座与内管固定在一起，对内管和管座进行锥形密封面的磨削，磨削完成后将内管、管座和外管组装在一起，完成割嘴的加工。
优化地，不锈钢的结构为奥氏体，型号包括304和303，粒径小于40微米。
优化地，不锈钢粉与粘结剂按照1～0.5:1.5的体积比混合。
优化地，粘结剂包括聚乙烯、聚丙烯、EVA、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、硬脂酸、聚乙烯、石蜡等两种以上的组成。
优化地，烧结温度为1100℃～1600℃。
优化地，制品的密度达到不锈钢密度的95%～98%。
本发明设计了一种新型的气体割嘴，并采用金属粉末注射成型方法制备，其优点是在保障气体割嘴功能的前提下，可方便地大批量生产不锈钢气体割嘴，几乎不用机械加工，如铸造、车、削、钻孔等工艺和设备。由于不锈钢耐温高，不易变形，使用寿命大大延长，综合成本大幅降低。
本发明采用奥氏体作为材料，由于奥氏体不具有磁性，切割时铁屑不易吸附在割嘴上，有效保证割嘴的正常使用，不会发生堵塞，延长割嘴使用寿命。
本发明采用不锈钢水雾粉化将不锈钢制成小于40微米的粉体，通过与粘结剂的混合制成颗粒，金属注射成型成所需的形状，再通过脱脂，真空高温加热成型，密封面磨成制得气体割嘴。该发明用不锈钢代替铜制备气体割嘴，适合大批量生产，成本与铜质割嘴基本一致，节约了大量铜资源；同时由于该方法基本不用切削加工，节约了大量的金属加工设备和人力，由于不锈钢割嘴寿命是铜质割嘴的10倍左右，因此总体成本仅仅是铜质割嘴的十分之一左右，同时也会节约大量使用成本，比如机用割嘴频繁的更换对生产的影响等。因此该发明将对气体割嘴传统的制作方法产生颠覆性的改变，将产生巨大的经济效益和社会效益。
本发明内管内部具有高压氧通道结构，内管上设有管座，管座与内管设置为一体，内管与管座上设有锥形密封面，高压通道的设计，提高切割强度，将管座与内管设置为一体，便于后续锥形密封面的磨削，减少了管座与内管的安装环节，提高了工作效率，锥度的设计使割嘴与机械更加契合，密封性能提高，稳定性高。
本发明内部具有高压氧通道结构，内管上设有管座，内管进气端轴向和管座轴向设有与切割机械配合的锥度，高压通道的设计，提高切割强度，将管座与内管分离，生产制造方便，锥度的设计使割嘴与机械更加契合，密封性能提高，稳定性高。
本发明内管轴向配合面与管座轴向配合面在同锥面，保证配合的准确性和精密性。
本发明管座上设有一个或两个密封面，当设置一个密封面时，割嘴适用于手用切割，设置两个密封面时，适用于机用切割，适用范围广泛，实用性高。
本发明内管上设有圆形凸起，管座内部设有与圆形凸起配合的凹槽，使管座与内管的组装固定方便，且固定后稳定性强，便于割嘴后期加工，提高加工的精准性。
本发明管座可拆卸，割嘴在制造过程中可分开制造，便于制造，节约生产成本。
本发明管座形状有梯形台、方形台、弧形台，能够适应不同工作性质的需要，选择不同管座形状，适合手用切割和机用切割。
本发明管座的轴向配合面和对应的外壳内沉槽轴向配合面相互间采用锥度配合，配合更加紧密，工作时效果稳定。
本发明内管内部的切割氧气通道由锥形段和平行段组成，增大氧气通过量，提高切割效率。
本发明的有益效果：与切割机械配合安装的割嘴锥度均设置在内管上，加工时只需将内管进行固定，然后对内管进行切割，能够有效的保证内管和翼台切割面在同一水平，且加工方法简单无需繁琐的加工程序。
附图说明
图1是本发明的机用新型割嘴的结构示意图；
图2是本发明的新型割嘴的内管的结构示意图；
图3是本发明的新型割嘴的外壳的结构示意图；
图4是本发明的机用新型割嘴的管座的结构示意图；
图5是本发明的手用新型割嘴的结构示意图。
1-内管；2-内管锥形密封面；3-管座锥形密封面；4-外壳；5-筋台；6-沉槽；7-圆形凸起；8-混合气通道；9-切割氧气通道；10-翼台结构；11-管座；12-高压氧通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式具体说明本发明。
实施例1：
本发明的技术方案为：一种新型气体割嘴，包括内管1和外壳4，内管1内部设有切割氧气通道9，内管1和外壳4组装后在内管1和外壳4之间形成混合气通道8，内管1外部具有翼台结构10，外壳4内部具有沉槽6和筋台5结构，内管1内部具有高压氧通道12结构，内管1上设有管座11，管座11与内管1设置为一体，内管1与管座11上设有锥形密封面，内管锥形密封面与管座锥形密封面3位于同一锥面，内管1上设有圆形凸起7，管座11内部设有与圆形凸起7配合的凹槽，管座11形状有梯形台、方形台、弧形台，管座7的轴向配合面和对应的外壳4内沉槽6轴向配合面相互间采用锥度配合，内管1内部的切割氧气通道9由锥形段和平行段组成，新型割嘴的加工方法，包括如下步骤：（1）模具设计，包括管座与内管一体的模具和管座与内管分离的模具；（2）选取不锈钢水雾化或气雾化粉；（3）不锈钢粉与粘结剂按照体积比混合均匀，密炼、挤出造粒制成喂料；（4）据标准所规定的气体割嘴的尺寸和结构制作注射成型所用的模具，制备模具尺寸的要求是根据毛胚烧结后的收缩率，将喂料利用注射成型机注入模具成型，开模取出后为毛坯；（5）毛胚经过液体浸泡或者加热分解的办法脱除制品中的粘结剂；（6）脱除粘结剂后的制品进行高温烧结致密化后得到烧结制品；（7）烧结制品根据需要进行多种后处理后，将管座与内管固定在一起，对内管和管座进行锥形密封面的磨削，磨削完成后将内管、管座和外管组装在一起，完成割嘴的加工，不锈钢的结构为奥氏体，型号为304，粒径小于40微米，不锈钢粉与粘结剂按照1:1.5的体积比混合，粘结剂由聚乙烯、聚丙烯、EVA组成，烧结温度为1100℃，制品的密度达到不锈钢密度的95%。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的奥氏体型号为303。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的不锈钢粉与粘结剂按照0.5:1.5的体积比混合。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的粘结剂由聚乙烯、石蜡组成。
实施例5：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的烧结温度为1600℃。
实施例6：
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的制品密度达到不锈钢密度的98%。
实施例7：
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的管座形状设置为方形台。
实施例8：
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的管座形状设置为弧形台。
实施例9：
本实施例和实施例1-8的区别在于，本实施例的内管与管座设置为两部分。
所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，奥氏体型号在3系列内均有相同的技术效果，3系列内其他型号奥氏体均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型气体割嘴，包括内管和外壳，内管内部设有切割氧气通道，内管和外壳组装后在内管和外壳之间形成混合气通道，内管外部具有翼台结构，外壳内部具有沉槽和筋台结构，其特征在于：内管内部具有高压氧通道结构，内管上设有管座，管座与内管设置为一体，内管与管座上设有锥形密封面。
2.一种新型气体割嘴，包括内管和外壳，内管内部设有切割氧气通道，内管和外壳组装后在内管和外壳之间形成混合气通道，内管外部具有翼台结构，外壳内部具有沉槽和筋台结构，其特征在于：内管内部具有高压氧通道结构，内管与管座设置为两部分，内管与管座上设有锥形密封面。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型气体割嘴，其特征在于：内管与管座上的锥形密封面位于同一锥面，管座上密封面设有一个或两个。
4.根据权利要求2所述的一种新型气体割嘴，其特征在于：内管上设有圆形凸起，管座内部设有与圆形凸起配合的凹槽。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型气体割嘴，其特征在于：管座形状有梯形台、方形台、弧形台。
6.根据权利要求1或2所述的一种新型气体割嘴，其特征在于：管座的轴向配合面和对应的外壳内沉槽轴向配合面相互间采用锥度配合。
7.根据权利要求1或2所述的一种新型气体割嘴，其特征在于：内管内部的切割氧气通道由锥形段和平行段组成。
8.新型割嘴的加工方法，包括如下步骤：
（1）模具设计，包括各零部件的模具；
（2）选取不锈钢水雾化或气雾化粉；
（3）不锈钢粉与粘结剂按照体积比混合均匀，密炼、挤出造粒制成喂料；
（4）据标准所规定的气体割嘴的尺寸和结构制作注射成型所用的模具，制备模具尺寸的要求是根据毛胚烧结后的收缩率，将喂料利用注射成型机注入模具成型，开模取出后为毛坯；
（5）毛胚经过液体浸泡或者加热分解的办法脱除制品中的粘结剂；
（6）脱除粘结剂后的制品进行高温烧结致密化后得到烧结制品；
（7）烧结制品根据需要进行多种后处理后，将管座与内管固定在一起，对内管和管座进行锥形密封面的磨削，磨削完成后将内管、管座和外管组装在一起，完成割嘴的加工。
9.根据权利要求8所述的气体割嘴的制造方法，其特征在于：不锈钢的结构为奥氏体，型号包括304和303，粒径小于40微米，不锈钢粉与粘结剂按照1～0.5:1.5的体积比混合，粘结剂包括聚乙烯、聚丙烯、EVA、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、硬脂酸、聚乙烯、石蜡等两种以上的组成。
10.根据权利要求8述的气体割嘴的制造方法，其特征在于：烧结温度为1100℃～1600℃，制品的密度达到不锈钢密度的95%～98%。
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