RU2580267C1 - Method for jet processing of materials - Google Patents

Method for jet processing of materials Download PDF

Info

Publication number
RU2580267C1
RU2580267C1 RU2014144831/02A RU2014144831A RU2580267C1 RU 2580267 C1 RU2580267 C1 RU 2580267C1 RU 2014144831/02 A RU2014144831/02 A RU 2014144831/02A RU 2014144831 A RU2014144831 A RU 2014144831A RU 2580267 C1 RU2580267 C1 RU 2580267C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
jet
processing medium
workpiece
fluid processing
Prior art date
Application number
RU2014144831/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Бобошко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ)
Priority to RU2014144831/02A priority Critical patent/RU2580267C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580267C1 publication Critical patent/RU2580267C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to jet cutting of workpiece. Method includes compression of fluid processing medium, extrusion from a nozzle to machined workpiece in form of cutting jet with cutting a workpiece, collecting waste processing medium, separation from treated material and fed to input of circulation of fluid processing medium. Fluid processing medium used is a conducting material in form of a solution of electrolytes or fused fusible alloy or molten low-melting metal. Electrically conducting material is compressed by passing at cutting jet of electric current and magnetic field.
EFFECT: result is minimisation of cut width.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной резки и обработки материалов, которые осуществляют высокоскоростной струей жидкости, включающей различные абразивные материалы.The invention relates to the field of jet cutting and processing of materials that carry out a high-speed jet of liquid, including various abrasive materials.

Известен способ резки энергетической струей, несущей абразивный порошок, включающий смешивание абразивного порошка с энергоносителем, ускорение смеси в сверхзвуковом разгонном сопле с использованием в качестве энергоносителя перегретого водяного пара при температуре 400-550°С и концентрации абразивного порошка 1-5 мас.% (RU №2050251, МПК В24С 1/00, 1993 г.).A known method of cutting with an energy jet carrying an abrasive powder, comprising mixing an abrasive powder with an energy carrier, accelerating the mixture in a supersonic accelerating nozzle using superheated water vapor at a temperature of 400-550 ° C and an abrasive powder concentration of 1-5 wt.% (RU No. 2050251, IPC V24S 1/00, 1993).

Известен также способ струйной резки заготовки, включающий сжатие текучей обрабатывающей среды, ее выталкивание из сопла на обрабатываемую заготовку в виде режущей струи с разрезанием заготовки, сбор отработанной обрабатывающей среды, отделение от нее обработанного материала и подачу ее на вход системы кругооборота текучей обрабатывающей среды (см. SU №1773707, МПК В24С 1/00, 1992 г.). Режущая струя состоит из распыленной сжатым воздухом смеси капель электролита и зерен токопроводного абразивного порошка.There is also a known method of jet cutting a workpiece, including compressing the fluid processing medium, pushing it out of the nozzle onto the workpiece in the form of a cutting jet with cutting the workpiece, collecting the spent processing medium, separating the processed material from it and feeding it to the input of the fluid processing medium circulation system (see . SU No. 1773707, IPC V24S 1/00, 1992). The cutting jet consists of a mixture of electrolyte droplets and grains of conductive abrasive powder sprayed with compressed air.

Эти способы имеет следующие недостатки:These methods have the following disadvantages:

- в результате рассеивания потока абразива образуется относительно широкий рез, что приводит к значительному расходу энергии и интенсивному износу оборудования (особенно сопла, даже изготовленного из износостойких материалов: карбида вольфрама или борида);- as a result of dispersion of the abrasive stream, a relatively wide cut is formed, which leads to a significant energy consumption and intensive wear of equipment (especially nozzles, even made of wear-resistant materials: tungsten carbide or boride);

- из-за высоких давлений и скоростей потока достаточно трудно сохранить когерентное течение струи;- due to high pressures and flow rates, it is rather difficult to maintain a coherent flow of the jet;

- необходимость перемешивания абразивного материала в жидкой среде приводит к быстрому износу сопла, что сокращает срок его службы до часов и даже минут;- the need for mixing the abrasive material in a liquid medium leads to rapid wear of the nozzle, which reduces its service life to hours and even minutes;

- использование абразивного материала приводит к загрязнению окружающей среды.- The use of abrasive material leads to environmental pollution.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в обеспечении возможности минимизации ширины реза.The problem to which the claimed invention is directed is expressed in providing the possibility of minimizing the width of the cut.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности минимизации ширины реза за счет обеспечения возможности обжатия (минимизации поперечного сечения) режущей струи, в том числе и при достаточно большом удалении заготовки от сопла.The technical result obtained when solving the problem is expressed in ensuring the possibility of minimizing the width of the cut by providing the possibility of compression (minimizing the cross section) of the cutting jet, including when the workpiece is sufficiently far removed from the nozzle.

Для решения поставленной технической задачи способ струйной резки заготовки, включающий сжатие текучей обрабатывающей среды, ее выталкивание из сопла на обрабатываемую заготовку в виде режущей струи с разрезанием заготовки, сбор отработанной обрабатывающей среды, отделение от нее обработанного материала и подачу ее на вход системы кругооборота текучей обрабатывающей среды, отличается тем, что в качестве текучей обрабатывающей среды используют электропроводящий материал в виде раствора электролитов или расплавленного легкоплавкого сплава или металла, который обжимают путем пропускания по режущей струе электрического тока и воздействия на нее магнитным полем.To solve the technical problem, the method of jet cutting a workpiece, including compressing the fluid processing medium, pushing it out of the nozzle onto the workpiece in the form of a cutting jet with cutting the workpiece, collecting the spent processing medium, separating the processed material from it and feeding it to the input of the fluid processing circuit environment, characterized in that as a fluid processing medium using an electrically conductive material in the form of a solution of electrolytes or molten fusible an alloy or metal that is crimped by passing an electric current through the cutting stream and exposing it to a magnetic field.

Кроме того, воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе. При этом в качестве текучей обрабатывающей среды используют легкоплавкий сплав, тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный, который перед формированием струи переводят в жидкую фазу, нагревом до температуры плавления. Кроме того, в качестве текучей обрабатывающей среды используют сплав Ньютона, Розе или Лихтенберга.In addition, the impact on the cutting stream with a magnetic field is carried out by means of a magnetic lens mounted concentrically to the stream. At the same time, a fusible alloy is used as a fluid processing medium, a heavy, chemically inactive and non-toxic alloy, which is transferred to the liquid phase before forming a jet by heating to the melting temperature. In addition, an alloy of Newton, Rose or Lichtenberg is used as the fluid processing medium.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи:The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks:

Признаки "…в качестве обрабатывающей среды используют электропроводящий материал в виде раствора электролитов или расплавленного легкоплавкого сплава или металла…» обеспечивают возможность обжима режущей струи при пропускании по ней электрического тока, либо за счет самосжатия струи под действием поля протекающего тока (пинч-эффект, по типу наблюдаемого при сварочных работах) и либо за счет деформации (фокусировки) струи за счет взаимодействия магнитного поля протекающего тока с внешним магнитным полем, либо за счет совместного проявления этих эффектов.The signs "... as the processing medium they use an electrically conductive material in the form of a solution of electrolytes or a molten fusible alloy or metal ..." provide the possibility of crimping the cutting jet while passing electric current through it, or due to self-compression of the jet under the action of the flowing current field (pinch effect, the type observed during welding) and either due to deformation (focusing) of the jet due to the interaction of the magnetic field of the flowing current with an external magnetic field, or due to the joint occurrence of these effects.

Признаки, указывающие, что осуществляют обжатие режущей струи, обеспечивают минимизацию ширины реза.Signs indicating that the cutting jet is being crimped minimizes the width of the cut.

Признаки, указывающие что «обжимают путем пропускания по режущей струе электрического тока и воздействия на нее магнитным полем» обеспечивают возможность «обжатия струи» посредством внешнего магнитного поля, создаваемого вокруг струи-проводника, по которому пропускают электроток, а также за счет самосжатия струи под действием поля протекающего тока (пинч-эффект, по типу наблюдаемого при сварочных работах).Signs indicating that “compress by passing electric current through the cutting jet and expose it to a magnetic field” provide the possibility of “squeezing the jet” by means of an external magnetic field created around the conductor jet through which electric current is passed, as well as due to the self-compression of the jet under the action field of flowing current (pinch effect, as observed during welding).

Признак, указывающий, что «воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе», обеспечивает обжатие режущей струи и исключает увеличение ее сечения в зоне резания.The sign indicating that "the impact on the cutting stream with a magnetic field is carried out by means of a magnetic lens mounted concentrically to the stream", provides compression of the cutting stream and eliminates the increase in its cross section in the cutting zone.

Признаки, указывающие, что «в качестве текучей обрабатывающей среды используют легкоплавкий сплав, тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный, который перед формированием струи переводят в жидкую фазу нагревом до температуры плавления», обеспечивают возможность многократного (порядка восьмикратного) возрастания энергетической насыщенности режущей струи за счет повышения плотности обрабатывающего материала и позволяют реализовывать способ без дополнительного обеспечения сохранности материала (отсутствие его химических трансформаций) и защиты персонала и окружающей среды от вредного воздействия токсичных продуктов и выделений. При этом обеспечивается перевод сплава в жидкое состояние, позволяющее передать ему скорость за счет насосных средств, аналогичных используемым при работе с жидкостью, и формирование из расплава режущей струи, не оказывающей абразивное воздействие на средства ее формирования.Signs indicating that “a fusible alloy is used as a fluid processing medium, heavy, chemically inactive and non-toxic, which is converted to the liquid phase by heating to the melting temperature before the formation of the jet”, provide the possibility of a multiple (about eight-fold) increase in the energy density of the cutting jet due to increasing the density of the processing material and allow you to implement the method without additional ensuring the safety of the material (lack of chemical transfers rmatsy) and protecting workers and the environment from the harmful effects of toxic products and emissions. This ensures the transfer of the alloy into a liquid state, which allows it to transfer speed due to pumping means similar to those used when working with liquid, and the formation of a cutting jet from the melt that does not have an abrasive effect on the means of its formation.

Признаки, указывающие, что в качестве обрабатывающего материала используют «например, сплав Ньютона, Розе или Лихтенберга», конкретизируют используемый обрабатывающий материал, обеспечивая его температуру плавления в пределах 90-95°С, тем самым минимизируют затраты энергии на перевод сплава из твердого в жидкое состояние.Signs indicating that “for example, a Newton, Rose or Lichtenberg alloy” is used as the processing material, the used processing material is specified, providing its melting temperature in the range of 90-95 ° C, thereby minimizing the energy costs of converting the alloy from solid to liquid state.

На чертеже представлена схема установки используемой для реализации заявленного способа.The drawing shows a diagram of the installation used to implement the claimed method.

На чертеже показаны блок 1 повышения давления рабочей жидкости (насос высокого давления); его выходное струеформирующее сопло 2, холодильная камера 3 для охлаждения струи 4 рабочей жидкости, заготовка 5, устанавливаемая над ловушкой 6, снабженной фильтрующим патрубком 7, нагреватель 8, трубопровод 9 возврата расплава в блок 1, перекачивающий насос 10, теплоизолирующий кожух 11, сливной патрубок 12, магнитная линза 13, клеммы 14 для подключения источника тока 15.The drawing shows a unit 1 for increasing the pressure of the working fluid (high pressure pump); its output stream-forming nozzle 2, a cooling chamber 3 for cooling the jet 4 of the working fluid, a workpiece 5 mounted above a trap 6 provided with a filter pipe 7, a heater 8, a melt return pipe 9 to a block 1, a transfer pump 10, a heat-insulating casing 11, a drain pipe 12, a magnetic lens 13, terminals 14 for connecting a current source 15.

Между струеформирующим соплом 2 и ловушкой 6 установлена холодильная камера 3 для охлаждения струи 4 рабочей жидкости (расплавленного металла). При достаточном удалении ловушки 6 от струеформирующего сопла 2, когда продолжительность движения обрабатывающего материала к заготовке 5 достаточна для начала или реализации процесса кристаллизации рабочей жидкости, холодильная камера 3 может быть не нужна.Between the jet-forming nozzle 2 and the trap 6 there is a refrigeration chamber 3 for cooling the jet 4 of the working fluid (molten metal). If the trap 6 is sufficiently removed from the jet forming nozzle 2, when the duration of movement of the processing material to the workpiece 5 is sufficient to start or implement the process of crystallization of the working fluid, the refrigeration chamber 3 may not be necessary.

При использовании водных растворов электролитов нагреватель 8, теплоизолирующий кожух 11 и сливной патрубок 12 не являются обязательными узлами установки, используемой для реализации заявленного способа.When using aqueous solutions of electrolytes, the heater 8, the heat-insulating casing 11 and the drain pipe 12 are not mandatory units of the installation used to implement the claimed method.

В качестве магнитной линзы 13 используют известное устройство для фокусирования потоков электронов или ионов при помощи создаваемого им магнитного поля, обладающего соответствующей симметрией. Магнитная линза 13 установлена концентрично струе 4.As the magnetic lens 13, a known device is used for focusing the fluxes of electrons or ions using the magnetic field created by it, which has the corresponding symmetry. The magnetic lens 13 is mounted concentrically to the jet 4.

В качестве источника тока 15 используют источник тока известной конструкции, рабочие характеристики которого соответствуют рабочим параметрам реализуемого способа. Одна клемма 14 источника тока сообщена с струеформирующим соплом 2, а другая - с заготовкой 5 или, если заготовка представлена токопроводящим материалом и ловушка 6 выполнена из металла, то вторая клемма 14 может быть подключена к корпусу ловушки 6.As a current source 15, a current source of known design is used, the operating characteristics of which correspond to the operating parameters of the implemented method. One terminal 14 of the current source is in communication with the jet forming nozzle 2, and the other with the workpiece 5 or, if the workpiece is a conductive material and the trap 6 is made of metal, then the second terminal 14 can be connected to the body of the trap 6.

В качестве обрабатывающего материала используют легкоплавкий сплав, предпочтительно тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный, например сплавы с плотностью порядка 8,8 г/см3 - сплав Ньютона (состав - висмут 50%, свинец 31,2%, олово 18,8%, температура плавления 94°С), сплав Розе (состав - висмут 50%, свинец 25%, олово 25%, температура плавления 93°С), или Лихтенберга (состав - висмут 50%, свинец 30%, олово 20%, температура плавления 91°С). Если есть возможность изолирования рабочей зоны, то можно использовать сплавы с меньшей температурой плавления, например сплав Вуда, сплав Липовица и т.п. с температурой плавления до 70°С.The processing material used is a low-melting alloy, preferably heavy, chemically inactive and non-toxic, for example, alloys with a density of about 8.8 g / cm3 - Newton's alloy (composition - bismuth 50%, lead 31.2%, tin 18.8%, temperature melting point 94 ° С), Rose alloy (composition - bismuth 50%, lead 25%, tin 25%, melting point 93 ° С), or Lichtenberg (composition - bismuth 50%, lead 30%, tin 20%, melting point 91 ° C). If it is possible to isolate the working area, then alloys with a lower melting point can be used, for example, Wood's alloy, Lipovitsa alloy, etc. with a melting point up to 70 ° C.

В качестве обрабатывающего материала можно использовать легкоплавкие металлы, например свинец (Тпл 327°С) или олово (Тпл 232°С) и другие.As the processing material, low-melting metals, for example, lead (T pl 327 ° C) or tin (T pl 232 ° C) and others, can be used.

В качестве обрабатывающего материала можно использовать растворы электролитов, например водные растворы солей, кислот, щелочей.As the processing material, electrolyte solutions, for example, aqueous solutions of salts, acids, alkalis, can be used.

Нагреватель 8 подбирают так, чтобы обеспечивалось оперативное расплавление частиц затвердевшего расплава легкоплавкого сплава или металла (рабочей жидкости) попавшего в ловушку 6.The heater 8 is selected so as to ensure efficient melting of the particles of the hardened melt of a low-melting alloy or metal (working fluid) trapped in 6.

Диаметр сопла определяется следующими параметрами: во-первых, и прежде всего, чем больше отверстие, тем шире поток через него и, следовательно, рез. Точность резания будет, как правило, изменяться обратно пропорционально диаметру отверстия. Как правило, при резке тонких материалов, чем меньше отверстие, тем лучше точность и возможная деталь, тем меньше режущей среды используется на единицу длины реза; во-вторых, чем больше отверстие, тем больше масса течения струйного потока и, следовательно, больше скорость резки. Таким образом, чем больше отверстие, тем лучше производительность резки и больше режущей среды используется на длину реза.The diameter of the nozzle is determined by the following parameters: first, and first of all, the larger the hole, the wider the flow through it and, therefore, the cut. The cutting accuracy will usually vary inversely with the diameter of the hole. As a rule, when cutting thin materials, the smaller the hole, the better the accuracy and possible detail, the less cutting medium is used per unit length of cut; secondly, the larger the hole, the greater the mass flow of the jet stream and, therefore, the greater the cutting speed. Thus, the larger the hole, the better the cutting performance and the more cutting medium is used for the length of the cut.

Баланс этих двух противоречивых требований преобладает над другими требованиями, которые могут оказывать влияние на величину диаметра отверстия. В настоящем изобретении могут быть эффективно использованы диаметры сопла от 0,1 до 1 мм, но, как правило, желательно использовать диаметры от 0,2 до 0,5 мм.The balance of these two conflicting requirements prevails over other requirements, which may affect the diameter of the hole. In the present invention, nozzle diameters of 0.1 to 1 mm can be effectively used, but it is generally desirable to use diameters of 0.2 to 0.5 mm.

Отверстие может быть образовано из сплавов твердых металлов, материалов, имеющих твердую поверхность, например карбидов вольфрама или кремния, керамических композиций, или кристаллических материалов, например сапфира или алмаза.The hole may be formed from alloys of hard metals, materials having a hard surface, such as tungsten or silicon carbides, ceramic compositions, or crystalline materials, such as sapphire or diamond.

Расстояние от среза струеформирующего сопла 2 до поверхности заготовки 5 - важный параметр для качества реза. Хотя на качество реза, в частности, на ширину и форму реза, значительное влияние будут оказывать расстояние от среза сопла до поверхности заготовки величиной до 25 мм, изобретение дает возможность обрабатывать резанием при расстояниях до 250-300 мм. Хотя струйная резка может быть использована для резки материалов толщиной до 250 мм, эта технология, как правило, требует "свободного зазора" между соплом и поверхностью заготовки величиной не более 25 мм.The distance from the cut of the jet forming nozzle 2 to the surface of the workpiece 5 is an important parameter for the quality of the cut. Although the quality of the cut, in particular the width and shape of the cut, will be significantly affected by the distance from the nozzle exit to the workpiece surface of up to 25 mm, the invention makes it possible to cut at distances up to 250-300 mm. Although jet cutting can be used to cut materials up to 250 mm thick, this technology usually requires a “free gap” between the nozzle and the workpiece surface of no more than 25 mm.

Струйная резка в соответствии с изобретением может быть использована для резания любого из материалов, для которых такую технологию использовали прежде. Следует отметить, что материалы, которые трудно поддаются механической обработке, включая многие металлы и сплавы, например нержавеющие стали, никелевые сплавы, титан, керамику и стекла, материалы скальных пород, например мрамор, гранит и аналогичные материалы, и полимерные композиционные материалы и, в частности, армированные волокном слоистые полимерные материалы - все эффективно режутся с большой точностью в соответствии с настоящим изобретением.Blast cutting in accordance with the invention can be used to cut any of the materials for which such technology has been used before. It should be noted that materials that are difficult to machine, including many metals and alloys, such as stainless steels, nickel alloys, titanium, ceramics and glass, rock materials, such as marble, granite and similar materials, and polymer composites and, in in particular, fiber reinforced layered polymeric materials are all efficiently cut with great accuracy in accordance with the present invention.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Блок 1 повышения давления жидкости обеспечивает сжатие рабочей жидкости (расплавленного сплава) до значений 0,8-2,0 кбар. Рабочая жидкость беспрепятственно проходит через струеформирующее сопло 2, не оказывая абразивного воздействия на контактирующие с ней внутренние поверхности блока 1 и его выходного струеформирующего сопла 2 и выходит из него в виде тонкой струи, скорость которой может варьировать от 50 до 1500 метров в секунду (предпочтительно от 150 до 600 м/сек) на срезе струеформирующего сопла 2.Block 1 increasing the pressure of the liquid provides compression of the working fluid (molten alloy) to values of 0.8-2.0 kbar. The working fluid freely passes through the jet forming nozzle 2, without exerting an abrasive effect on the internal surfaces of the block 1 and its output jet forming nozzle 2 in contact with it and leaves it in the form of a thin jet, the speed of which can vary from 50 to 1500 meters per second (preferably from 150 to 600 m / s) at the section of the jet forming nozzle 2.

Струя 4 после выхода из струеформирующего сопла 2 быстро охлаждается, в т.ч. и за счет пересечения охлаждаемой зоны при работе холодильной камеры 3. Это приводит к одновременной кристаллизации фаз при постоянной и самой низкой температуре для сплавов, состоящих из смеси определенных веществ, т.е. в составе струи возникают твердые включения. При использовании электролита в нем образуются частички льда.Jet 4 after leaving the jet forming nozzle 2 is rapidly cooled, incl. and due to the intersection of the cooled zone during operation of the refrigeration chamber 3. This leads to the simultaneous crystallization of phases at a constant and lowest temperature for alloys consisting of a mixture of certain substances, i.e. solid inclusions occur in the jet. When using an electrolyte, particles of ice are formed in it.

Струя 4, в составе которой сформировалась абразивная система твердых частиц, взаимодействуя с заготовкой 5, производит эффективное ее разрушение в зоне реза (в зоне контакта струи с заготовкой 5).Jet 4, in the composition of which an abrasive system of solid particles was formed, interacting with the workpiece 5, produces its effective destruction in the cutting zone (in the contact zone of the jet with the workpiece 5).

При проходе струи 4 (по которой протекает электрический ток от источника тока 15, в связи с высокой электропроводностью материала струи) через полость магнитной линзы 13 происходит фокусировка потоков электронов, протекающих по струе, и тем самым обеспечивается «обжатие» этого потока и, соответственно обжатие струи 4 рабочей жидкости, что исключает ее «распыление» при больших расстояниях от заготовки 5 до среза струеформирующего сопла 2. Кроме того, имеет место самосжатие струи 4 рабочей жидкости под действием поля протекающего тока (пинч-эффект, по типу наблюдаемого при сварочных работах).When the jet 4 passes (through which electric current flows from the current source 15, due to the high electrical conductivity of the jet material), the flux of electrons flowing along the jet is focused through the cavity of the magnetic lens 13, thereby compressing this stream and, accordingly, compressing jet 4 of the working fluid, which eliminates its "spraying" at large distances from the workpiece 5 to the cutoff of the jet forming nozzle 2. In addition, there is a self-compression of the jet 4 of the working fluid under the action of the flowing current field (pinch-e The EQF, by type observed during welding).

Отработанная рабочая жидкость, содержащая частицы затвердевшего расплава, попавшего в ловушку 6, доводится до температуры плавления этого сплава нагревателем 8, предпочтительно, электрическим, выполненным в виде внутренней облицовки дна и стенок ловушки 6. При этом «опилки» заготовки 5 имеют, как правило, плотность, меньшую плотности рабочей жидкости, поэтому они всплывают в расплаве, после чего их убирают с поверхности расплава через фильтрующий патрубок 7. Если материал заготовки 5 имеет плотность, большую плотности рабочей жидкости, то приемное отверстие трубопровода 9 возврата расплава в блок 1 снабжают фильтрующей сеткой известной конструкции (не показана).The spent working fluid containing particles of solidified melt trapped in the trap 6 is brought to the melting temperature of this alloy by a heater 8, preferably electric, made in the form of an inner lining of the bottom and walls of the trap 6. In this case, the sawdust 5 has, as a rule, a density lower than the density of the working fluid, so they float in the melt, and then they are removed from the surface of the melt through the filter pipe 7. If the material of the workpiece 5 has a density higher than the density of the working fluid, then p The receiving opening of the melt return pipe 9 to block 1 is provided with a filter mesh of a known design (not shown).

Расплавленный легкоплавкий сплав или металл или лед (рабочая жидкость), оказавшийся в ловушке 6, отбирается из нее перекачивающим насосом 10 и по трубопроводу 9 возврата расплава возвращается в блок 1. Далее все повторяется.The molten fusible alloy or metal or ice (working fluid) trapped in 6 is taken from it by a transfer pump 10 and returns to block 1 via the melt return pipe 9. Then, everything is repeated.

Для снижения энергоемкости процесса резания трубопровод 9 возврата расплава снабжен теплоизолирующим кожухом 11, исключающим потерю тепла из-за его отвода в окружающее пространство.To reduce the energy consumption of the cutting process, the melt return pipe 9 is equipped with a heat-insulating casing 11, which eliminates heat loss due to its removal to the surrounding space.

Сливной патрубок 12 обеспечивает аварийный сброс рабочей жидкости при отказе нагревателя (если используется легкоплавкий сплав или металл).The drain pipe 12 provides an emergency discharge of the working fluid in the event of a heater failure (if a low-melting alloy or metal is used).

Заявленное техническое решение обеспечивает следующее:The claimed technical solution provides the following:

- резание и обработка материалов выполняется возобновляемой рабочей средой - легкоплавким сплавом, которую не надо специально готовить и менять после выработки ресурса, что обеспечивает экологическую чистоту и экономичность заявленного предложения;- cutting and processing of materials is carried out by a renewable working medium - a low-melting alloy, which does not need to be specially prepared and changed after the resource has been exhausted, which ensures ecological cleanliness and economy of the declared proposal;

- в связи с тем что, образование твердой фазы среды - кристаллов компонентов сплава - происходит в момент увеличения объема жидкости после выхода из разгонного сопла, износ сопла минимален - в отличие от аналогов, в которых использование абразива приводит к быстрому износу сопла (в течение всего нескольких часов и даже минут);- due to the fact that the formation of the solid phase of the medium - crystals of alloy components - occurs at the moment of increasing the liquid volume after exiting the accelerating nozzle, the nozzle wear is minimal - unlike analogues in which the use of abrasive leads to rapid wear of the nozzle (throughout several hours and even minutes);

- благодаря использованию абразивных частиц твердой фазы в рабочей жидкости, имеет место эффективная обработка материала.- due to the use of abrasive particles of the solid phase in the working fluid, there is an effective processing of the material.

Claims (4)

1. Способ струйной резки заготовки, включающий сжатие текучей обрабатывающей среды, ее выталкивание из сопла на обрабатываемую заготовку в виде режущей струи с разрезанием заготовки, сбор отработанной обрабатывающей среды, отделение от нее обработанного материала и подачу ее на вход системы кругооборота текучей обрабатывающей среды, отличающийся тем, что в качестве текучей обрабатывающей среды используют электропроводящий материал в виде раствора электролитов или расплавленного легкоплавкого сплава, или расплавленного легкоплавкого металла, который обжимают путем пропускания по режущей струе электрического тока и воздействия на нее магнитным полем.1. The method of jet cutting of a workpiece, including compressing the fluid processing medium, pushing it out of the nozzle onto the workpiece in the form of a cutting jet with cutting the workpiece, collecting the spent processing medium, separating the processed material from it and feeding it to the input of the fluid processing medium circulation system, characterized in that an electrically conductive material in the form of a solution of electrolytes or a molten fusible alloy, or a molten low-melting alcohol is used as a fluid processing medium metal which is crimped by passing a stream of the cutting electric current and exposure to the magnetic field. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе.2. The method according to p. 1, characterized in that the impact on the cutting stream with a magnetic field is carried out by means of a magnetic lens mounted concentrically to the stream. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве текучей обрабатывающей среды используют тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный легкоплавкий сплав, который переводят в жидкую фазу путем его нагрева до температуры плавления.3. The method according to p. 1, characterized in that the fluid processing medium uses a heavy, chemically inactive and non-toxic fusible alloy, which is transferred into the liquid phase by heating it to the melting temperature. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве текучей обрабатывающей среды используют расплавленный сплав Ньютона, Розе или Лихтенберга. 4. The method according to p. 1, characterized in that the molten alloy of Newton, Rose or Lichtenberg is used as the fluid processing medium.
RU2014144831/02A 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials RU2580267C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144831/02A RU2580267C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144831/02A RU2580267C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580267C1 true RU2580267C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55793990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144831/02A RU2580267C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580267C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1460711A (en) * 1972-12-02 1977-01-06 Pressure Dynamics Ltd Liquid jet-cutting of materials
SU818841A1 (en) * 1978-11-15 1981-04-07 Московский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии Method of hydroabrasive working
SU1187908A1 (en) * 1984-02-20 1985-10-30 Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения Shot-peening apparatus
RU2116171C1 (en) * 1993-11-12 1998-07-27 Борис Михайлович Солодов Method for cutting with liquid jet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1460711A (en) * 1972-12-02 1977-01-06 Pressure Dynamics Ltd Liquid jet-cutting of materials
SU818841A1 (en) * 1978-11-15 1981-04-07 Московский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии Method of hydroabrasive working
SU1187908A1 (en) * 1984-02-20 1985-10-30 Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения Shot-peening apparatus
RU2116171C1 (en) * 1993-11-12 1998-07-27 Борис Михайлович Солодов Method for cutting with liquid jet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7378062B2 (en) Object processing apparatus and plasma facility comprising the same
Govindan et al. Single-spark analysis of removal phenomenon in magnetic field assisted dry EDM
RU2008104147A (en) METHOD FOR PRODUCING STABILIZED METAL LITHIUM POWDER FOR LI-ION APPLICATIONS
US3041672A (en) Making spheroidal powder
CN107309435B (en) A kind of discharge-induced explosion prepares graphene-Al alloy composite method by spraying
KR20200081444A (en) Apparatus for the production of spherical metal powders by ultrasonic atomization method
EP2544999B1 (en) Method for producing high purity silicon
JP2014227591A (en) Apparatus and method for producing metal fine powder
RU2580267C1 (en) Method for jet processing of materials
CN106999940A (en) The method for reclaiming valuable material for handling electric member and electronic component
EP3819031A1 (en) Method for fragmenting or method for producing cracks in semiconductor raw material, and method for producing mass of semiconductor raw material
RU2580268C1 (en) Method for jet processing of materials
WO2006078338A3 (en) Process and apparatus for cleaning and/or coating conductive metal surfaces using electro-plasma processing
CN106757263B (en) A kind of metal surface nanosecond pulse plasma prepares the solution and preparation method of nano particle
RU155759U1 (en) BLASTING MACHINE
KR20130103383A (en) Titanium powder production apparatus and method
CN111331146B (en) Graphene-coated superfine powder and preparation method thereof
RU2590045C2 (en) Method of producing metal nanopowder from wastes of high speed steel in kerosene
WO2012031828A1 (en) Method for sawing a workpiece
CN104400158A (en) High-precision wire cut electrical discharge machining mechanism
JP2006193826A (en) Production methods of metal powder with high melting point and target material
RU155758U1 (en) BLASTING MACHINE
KR20110021631A (en) Recycling tungsten carbide
RU2582412C1 (en) Method for jet processing of materials
US2753262A (en) Process of compacting and sintering titanium metal scrap