CN105586523A - 环保节能水刀除膜机 - Google Patents

Abstract

一种环保节能水刀除膜机，包括储水槽、高压泵、高压水管、以及喷嘴，所述高压泵与所述喷嘴之间通过高压水管连通，所述喷嘴包括下述重量份的组分：碳化钨50-80份，钴2-16份，钌2-9份，镍1-5份，碳化钛1-4份，碳化钽1-4份，碳化铌0.5-3份，碳化铬0.5-3份，碳化钒4-9份。本发明具有更好的抗压性和耐磨性、使用寿命更长的、能够降低使用成本的优点。

Description

环保节能水刀除膜机

技术领域

本发明涉及除膜装置,尤其是一种环保节能水刀除膜机。

背景技术

高压水射流技术的起源可以追溯到20世纪60年代以低压大流量水射流采矿为主的初级阶段,后来，在70年代则发明水刀切割技术,即，将水加压至300-600MPa并使其从直径为0.1-0.5毫米的喷嘴中喷射出来，形成超音速1-3倍的高速水射流，此高速水射流用于切割就成为水刀。水刀可对产品进行诸如表面喷洗、表面冲击或者切割，水刀以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐，现在水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。相对于传统刀具，水刀具有多个优点，如切割时不产生热量和有害物质，材料无热效应（冷态切割），切割后不需要或易于二次加工，安全、环保、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。一般而言，水刀系统通常包括稳定水源、高压泵、喷头以及连通喷头和高压泵的高压水管，所述喷头处设有若干个喷嘴。其中，在水刀工作的过程中，水流从稳定水源中流出进入高压泵中，所述高压泵给水流加压使得从高压泵流出的水流具有较高压力（具体压力大小根据水刀的实际用途确定），从高压泵流出的高压水流经高压水管后通过喷嘴喷射出来，喷射出来的水就可以对产品进行表面喷洗、表面冲击或者切割；但是，由于水刀中的水经过高压泵加压后，压力比较大，可以达到300-600MPa，有的甚至更高，这样对水刀中的水就会对高压水管和喷嘴有很大的压力，这样就要求高压水管和喷嘴要具有很强的抗压性、耐磨性以及硬度，才不至于因水的压力过大而导致喷嘴损坏；现有技术中，常用的喷嘴的材料是硬质合金，但是由于通常使用的硬质合金成份较为单一，抗压性、耐磨性以及硬度都比较有限，喷嘴经常会被磨损，以至于更换频繁，使用寿命不长，成本高，非常麻烦，最重要的是频繁更换还会造成资源的浪费，不利于环保。

发明内容

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种具有更好的抗压性、耐磨性、更高的硬度和强度的、使用寿命更长的、能够降低使用成本的环保节能水刀除膜机。

本发明的技术方案是：提供一种环保节能水刀除膜机，包括储水槽、高压泵、高压水管、以及喷头，所述高压泵与所述喷头之间通过高压水管连通，所述喷头处设有若干个喷嘴，所述喷嘴包括下述重量份的组分：碳化钨50-80份，钴2-16份，钌2-9份，镍1-5份，碳化钛1-4份，碳化钽1-4份，碳化铌0.5-3份，碳化铬0.5-3份，碳化钒4-9份。

作为对本发明的改进，所述喷嘴包括下述重量份的组分：碳化钨55-75份，钴4-14份，钌3-8份，镍1.5-4.5份，碳化钛1.5-3.5份，碳化钽1.5-3.5份，碳化铌1-2.5份，碳化铬1-2.5份，碳化钒5-8份。

作为对本发明的改进，所述喷嘴包括下述重量份的组分：碳化钨60-70份，钴6-12份，钌4-7份，镍2-4份，碳化钛2-3份，碳化钽2-3份，碳化铌1.5-2份，碳化铬1.5-2份，碳化钒6-7份。

作为对本发明的改进，所述碳化钨的平均粒径小于或者等于0.2微米。

本发明有益效果如下：

碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物，为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨，常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物，以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定，主要应用于硬质合金生产材料，大量用作高速切削车刀、窑炉结构材料、喷气发动机部件、金属陶瓷材料、电阻发热元件等制得。

钴的熔点达到1493℃，有较高的耐热性，比重8.9，比较硬而脆，具有适当的硬度，磨削消耗小，常用作结合剂。

钌的熔点达到2334℃，是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素，是铂族金属中的一员。在地壳中含量仅为十亿分之一，是最稀有的金属之一，可是钌却是铂族金属中最便宜的一种金属，尽管铂、钯等其他金属都比钌丰富一些。钌的性质很稳定，耐腐蚀性很强，常温即能耐盐酸、硫酸、硝酸以及王水的腐蚀。

镍的熔点是1455℃，近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。在地核中含镍最高，是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍，辉长岩含镍为花岗岩的80倍。

碳化钛的熔点是3067℃，沸点4820℃，用作金属陶瓷，具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点。还可用来制造切削工具。在炼钢工业中用作脱氧剂。

碳化钽，熔点：3880°C，浅棕色金属状立方结晶粉末，属氯化钠型立方晶系；不溶于水，难溶于无机酸，能溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中并可分解；抗氧化能力强，易被焦硫酸钾熔融并分解；导电性大，室温时电阻为30Ω，显示超导性质。常用于粉末冶金、切削工具、精细陶瓷、化学气相沉积、硬质耐磨合金刀具、工具、模具和耐磨耐蚀结构部件添加剂，提高合金的韧性。碳化钽的烧结体显示金黄色，可作手表装饰品。目前也用碳化钽做硬质合金烧结晶粒长大抑制剂用，对抑制晶粒长大有明显效果，密度为14.3g/cm3。

碳化铌不溶于冷热盐酸、硫酸、硝酸，溶于热的氢氟酸和硝酸的混合溶液。在1000～1100℃下稳定，在1100℃以上则迅速氧化成五氧化铌。碳化铌易熔于碳化钛、碳化锆、碳化钨等化合物中，并一起生成类质同晶固溶混合物；碳化铌的熔点达3500℃，密度是7.6g/cm3(25℃)，作为碳化物硬质合金添加剂，它是三元、四元碳化物固溶物组分，如WC-NbC-C三元系等。也可作紫色人造宝石。

碳化铬熔点1890℃。沸点3800℃。

碳化钒黑色立方晶体。熔点2810℃，沸点3900℃，相对密度5.77。比石英略硬。可由五氧化二钒用焦炭还原制得。主要用于制造钒钢。可用作碳化物硬质合金添加剂。

本发明中，碳化钨的硬度与金刚石相近，常用于制作切割工具，因此硬度大，耐磨；在烧结工艺中，细晶粒的碳化钨的在烧结时极易快速长大，晶粒长大会一直材料硬度和强度下降，单个粗大的碳化钨颗粒常常是合金发生断裂的重要诱因，本发明中，在碳化钨和钴的基础上，喷嘴中还含有碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬、以及碳化钒，这五种物质是抑制剂，这五种物质可降低碳化钨在粘结相中的溶解度，从而使得碳化钨颗粒的溶解—析出机制受到阻碍，从而破坏晶粒长大的条件，这样节能达到抑制晶粒长大的目的，使得碳化钨的粒度保持不变，从而使得本发明中的喷嘴具有更高的强度和硬度，使用寿命更长。本发明的喷嘴中还含有钌，钌可以使得本发明中制成的合金的冲击强度更大，韧性更好；因此，本发明中的喷嘴硬度和强度都更好、更加耐磨，使用寿命更长，使用成本也就更低。

附图说明

　图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的喷嘴的生产流程示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

本发明提供一种环保节能水刀除膜机（如图1所示），包括储水槽1、高压泵2、高压水管3、以及喷头4，所述高压泵2与所述喷头4之间通过高压水管3连通，所述喷头4处设有若干个喷嘴41。

以下为喷嘴的各实施例。

实施例一

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴2份，钌2份，镍1.5份，碳化钛1.5份，碳化钽1.5份，碳化铌1份，碳化铬1份，碳化钒8份。

实施例二

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴4份，钌2份，镍1.5份，碳化钛2份，碳化钽3份，碳化铌2份，碳化铬2份，碳化钒4份。

实施例三

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴6份，钌2份，镍1.5份，碳化钛1份，碳化钽2份，碳化铌2.5份，碳化铬2.5份，碳化钒5份。

实施例四

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴12份，钌2份，镍1.5份，碳化钛3份，碳化钽1份，碳化铌1.5份，碳化铬1.5份，碳化钒6份。

实施例五

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴14份，钌2份，镍1.5份，碳化钛3.5份，碳化钽3.5份，碳化铌0.5份，碳化铬0.5份，碳化钒5份。

实施例六

称取下述重量的各组分，碳化钨60份，钴16份，钌2份，镍1.5份，碳化钛1.5份，碳化钽1.5份，碳化铌1份，碳化铬2份，碳化钒7份。

实施例七

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛1份，碳化钽1份，碳化铌0.5份，碳化铬0.5份，碳化钒4份。

实施例八

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛1.5份，碳化钽1.5份，碳化铌1份，碳化铬1份，碳化钒5份。

实施例九

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛2份，碳化钽2份，碳化铌1.5份，碳化铬1.5份，碳化钒6份。

实施例十

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛3份，碳化钽3份，碳化铌2份，碳化铬2份，碳化钒7份。

实施例十一

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛3.5份，碳化钽3.5份，碳化铌2.5份，碳化铬2.5份，碳化钒8份。

实施例十二

称取下述重量的各组分，碳化钨70份，钴2份，钌4份，镍4份，碳化钛4份，碳化钽4份，碳化铌3份，碳化铬3份，碳化钒9份。

实施例十三

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌2份，镍2份，碳化钛1.5份，碳化钽1.5份，碳化铌1份，碳化铬1份，碳化钒8份。

实施例十四

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌3份，镍2份，碳化钛2份，碳化钽3份，碳化铌2份，碳化铬2份，碳化钒4份。

实施例十五

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌4份，镍2份，碳化钛1份，碳化钽2份，碳化铌2.5份，碳化铬2.5份，碳化钒5份。

实施例十六

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌7份，镍2份，碳化钛3份，碳化钽1份，碳化铌1.5份，碳化铬1.5份，碳化钒6份。

实施例十七

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌8份，镍2份，碳化钛3.5份，碳化钽3.5份，碳化铌0.5份，碳化铬0.5份，碳化钒5份。

实施例十八

称取下述重量的各组分，碳化钨80份，钴6份，钌9份，镍2份，碳化钛1.5份，碳化钽1.5份，碳化铌1份，碳化铬2份，碳化钒7份。

实施例十九

称取下述重量的各组分，碳化钨50份，钴4份，钌5份，镍4.5份，碳化钛4份，碳化钽1份，碳化铌3份，碳化铬2.5份，碳化钒9份。

实施例二十

称取下述重量的各组分，碳化钨55份，钴10份，钌6份，镍5份，碳化钛2.5份，碳化钽1.5份，碳化铌2.5份，碳化铬1.5份，碳化钒7份。

实施例二十一

称取下述重量的各组分，碳化钨75份，钴15份，钌7份，镍1份，碳化钛2份，碳化钽3份，碳化铌3份，碳化铬2份，碳化钒8份。

上述各实施例均可以用下述的工艺制作喷嘴：

1、生产粉末；将称取到的上述组分，装入滚动球磨机或搅拌球磨机，在碾磨同时添加一定量的液态石蜡，这样有利于使得后续的压制密度更低；在球磨机中合金球研磨体的冲击、研磨作用下，各组份原料在研磨介质中得到细化和均匀分布；

2、喷雾干燥；完成碾磨后，对粉料进行喷雾干燥，产生由有机结合剂（液体石蜡）聚在一起的流动团块；

3、振动过筛（或真空干燥、均匀化破碎过筛）；制成有一定成分和粒度要求的掺蜡混合料，以满足压制成型和真空烧结的需要。

4、压制成型；将混合料装入定型模腔内，粉末在15-600MPa压力下，压成所需形状。

5、烧结；将压坯置于真空烧结气氛中加热，烧结温度为3900℃。

6、成品检查。

7、包装。

本发明依照上述实施例制作的喷嘴，经实验，各项性能与对照样品1、对照样品2相比较如下表1、表2和表3所示：

表1钴的含量对喷嘴的硬度、密度的影响：

由表1可知，对比样品一和对比样品二中的钴的含量均高于实施例一至实施例六样品中的钴的含量，而对比样品一和对比样品二的硬度和密度均小于实施例样品的硬度和密度。可见，钴的含量影响着样品的硬度和密度。

另外，在实施例样品一至实施例样品六中，钴的含量是呈递增的趋势的，而实施例一至实施例六样品的硬度和密度均是随着钴的含量的增加而减小，其中，在钴的含量为2.55%时为最大硬度和密度值，钴的含量为17.30%时为最小硬度和密度值，可见，钴的含量并不是越大越好，而是要控制在一个适当的范围内，才有最佳的硬度和密度。

表2碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬、碳化钒的总含量对喷嘴的硬度、密度、耐磨性的影响

由表2可知，对比样品一的碳化钽含量为2.28%，且不含碳化钛、碳化铌、碳化铬和碳化钒，对比样品二中碳化钛和碳化钽的总含量为3.36%，且不含碳化铌、碳化铬和碳化钒，对比样品一和对比样品二的硬度都小于实施例样品的硬度，可见，同时含有碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬和碳化钒的实施例样品的硬度要更大；另外，实施例六样品至实施例十二样品中，碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬和碳化钒的总含量是呈递增趋势的，而此时硬度也呈现递增的趋势，可见，碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬和碳化钒的总含量越多，样品的硬度就越大。

同样地，在上述样品中，对比样品一和对比样品二的在使用一个月后都是中度磨损，而实施例六样品至实施例十二样品是细微磨损甚至几乎无磨损，可见，同时添加了碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬和碳化钒的实施例样品更加耐磨，而且，随着碳化钛、碳化钽、碳化铌、碳化铬和碳化钒的含量越高，样品的耐磨性能越好，使用寿命也就越长。

表3钌的含量对喷嘴的韧性的影响：

由表3可知，对比样品一和对比样品二中均不含钌，实施例十三至实施例十八样品均含钌，而对比样品一和对比样品二的冲击强度均小于实施例十三至实施例十八样品的冲击强度，可见，含钌样品的冲击强度更大；另外，在实施例十三至实施例十八样品中，钌的含量是呈递增的趋势的，而对应的，样品的冲击强度也呈递增的趋势，可见，样品中钌的含量越高，样品的冲击强度越大，样品的韧性也就更好。

对比样品1和对比样品2均由市面上可购买。

对比样品1的各组分如下所示：

碳化钨45份钴17份碳化钽2份

对比样品2各组分如下所示：

碳化钨55份钴17份碳化钛1份碳化钽1.5份。

Claims (4)

1.一种环保节能水刀除膜机，包括储水槽（1）、高压泵（2）、高压水管（3）、以及喷头（4），所述高压泵（2）与所述喷头（4）之间通过高压水管（3）连通，所述喷头（4）处设有若干个喷嘴（41），其特征在于：所述喷嘴（41）包括下述重量份的组分：碳化钨50-80份，钴2-16份，钌2-9份，镍1-5份，碳化钛1-4份，碳化钽1-4份，碳化铌0.5-3份，碳化铬0.5-3份，碳化钒4-9份。

2.根据权利要求1所述的环保节能水刀除膜机，其特征在于：所述喷嘴（41）包括下述重量份的组分：碳化钨55-75份，钴4-14份，钌3-8份，镍1.5-4.5份，碳化钛1.5-3.5份，碳化钽1.5-3.5份，碳化铌1-2.5份，碳化铬1-2.5份，碳化钒5-8份。

3.根据权利要求2所述的环保节能水刀除膜机，其特征在于：所述喷嘴（41）包括下述重量份的组分：碳化钨60-70份，钴6-12份，钌4-7份，镍2-4份，碳化钛2-3份，碳化钽2-3份，碳化铌1.5-2份，碳化铬1.5-2份，碳化钒6-7份。

4.根据权利要求1、2或3所述的环保节能水刀除膜机，其特征在于：所述碳化钨的平均粒径小于或者等于0.2微米。