RU2580268C1 - Method for jet processing of materials - Google Patents

Method for jet processing of materials Download PDF

Info

Publication number
RU2580268C1
RU2580268C1 RU2014144832/02A RU2014144832A RU2580268C1 RU 2580268 C1 RU2580268 C1 RU 2580268C1 RU 2014144832/02 A RU2014144832/02 A RU 2014144832/02A RU 2014144832 A RU2014144832 A RU 2014144832A RU 2580268 C1 RU2580268 C1 RU 2580268C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
jet
alloy
workpiece
fluid
Prior art date
Application number
RU2014144832/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Бобошко
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное 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 Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2014144832/02A priority Critical patent/RU2580268C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580268C1 publication Critical patent/RU2580268C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to jet cutting of workpiece. Method includes providing forced fluid from nozzle to machined workpiece to cutting Jet. Fluid medium is represented by melted fusible alloy, hydrostatic pressure is increased before forming of cutting Jet. Cooling of cutting jet said molten alloy to its fractional crystallisation. Method incudes providing reduction of cutting jet by passing electric current along it and/or external magnetic field. Collecting partially crystallised spent molten alloy with particles of machined workpiece, is converted into liquid phase is separated particles of processed workpiece from melted alloy and latter is supplied to input of fluid medium circulation.
EFFECT: broader technological capabilities.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной резки и обработки материалов, которые осуществляют высокоскоростной струей жидкости, в т.ч. 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 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 the 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 В24С 1/00, 1993).

Этот способ имеет следующие недостатки:This method has 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.

Известен также способ струйной резки заготовки, включающий выталкивание текучей среды из сопла на обрабатываемую заготовку с обеспечением формирования режущей струи (см. RU №2331503, МПК В24С 5/02, 2006 г.). В качестве текучей среды используют воду, а для абразивного использования обеспечивают ее замораживание в лед. Отработанный лед размораживают в ванне с образованием жидкой текучей среды, которую фильтруют от продуктов обработки и затем направляют на повторное использование.There is also known a method of jet cutting a workpiece, including ejecting a fluid from a nozzle onto a workpiece with the formation of a cutting jet (see RU No. 2331503, IPC VC 5/02, 2006). Water is used as a fluid, and for abrasive use it is frozen in ice. Used ice is thawed in the bath to form a liquid fluid, which is filtered from the processed products and then sent for reuse.

Недостатки этого решения - во многих случаях применения вода или известные системы на основе воды не могут быть использованы с конкретными материалами или заготовками, где недопустимы наличие воды или коррозии, к которой она может привести. В таких обстоятельствах струйная резка неприменима. Кроме того, энергия воздействия текучей среды определяется удельным весом обрабатывающего материала, который для воды невелик.The disadvantages of this solution are that in many applications, water or well-known water-based systems cannot be used with specific materials or workpieces where the presence of water or corrosion to which it can lead is unacceptable. In such circumstances, jet cutting is not applicable. In addition, the energy of the fluid is determined by the specific gravity of the processing material, which is small for water.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в обеспечении возможности расширения диапазона обрабатываемых материалов и повышении энергетической насыщенности режущей струи.The problem to which the claimed invention is directed is expressed in providing the possibility of expanding the range of processed materials and increasing the energy saturation of the cutting jet.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что исключается возможность деструктурирующего воздействия режущей струи на обрабатываемый материал, что позволяет расширить диапазон обрабатываемых материалов. Кроме того, обеспечивается многократное (порядка восьмикратного) возрастания энергетической насыщенности режущей струи за счет повышения плотности обрабатывающего материала.The technical result obtained when solving the problem is expressed in that the possibility of a destructive effect of the cutting jet on the material being processed is excluded, which allows to expand the range of materials being processed. In addition, a multiple (of the order of eight) increase in the energy density of the cutting jet is ensured by increasing the density of the processing material.

Для решения поставленной технической задачи способ струйной резки заготовки, включающий выталкивание текучей среды из сопла на обрабатываемую заготовку с обеспечением формирования режущей струи, отличается тем, что в качестве текучей среды используют расплавленный легкоплавкий сплав, гидростатическое давление которого повышают перед формированием режущей струи, при этом осуществляют охлаждение режущей струи упомянутого расплавленного сплава до его частичной кристаллизации, обеспечивают обжатие режущей струи путем пропускания по ней электрического тока и/или воздействия на нее внешним магнитным полем, собирают частично кристаллизованный отработанный расплавленный сплав с частицами обработанной заготовки, переводят его в жидкую фазу, отделяют частицы обработанной заготовки от расплавленного сплава и подают последний на вход системы кругооборота текучей среды. При этом в качестве легкоплавкого сплава используют тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный сплав. Кроме того, воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе.To solve the technical problem, the method of jet cutting a workpiece, including pushing the fluid from the nozzle to the workpiece to ensure the formation of the cutting jet, is characterized in that the fluid used is a molten fusible alloy, the hydrostatic pressure of which is increased before the formation of the cutting jet, while cooling the cutting stream of said molten alloy to its partial crystallization, provides compression of the cutting stream by passing through electric current and / or exposure to it by an external magnetic field, a partially crystallized spent molten alloy with particles of the processed workpiece is collected, it is transferred to the liquid phase, the particles of the processed workpiece are separated from the molten alloy and the latter is fed to the input of the fluid circulation system. In this case, a heavy, chemically inactive and non-toxic alloy is used as a low-melting alloy. 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.

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:

Признак "в качестве текучей среды используют расплавленный легкоплавкий сплав» обеспечивает возможность формирования режущей струи из материала с плотностью, большей плотности воды и не оказывающей деструктурирующего воздействия на обрабатываемый материал.The sign “molten fusible alloy is used as a fluid” provides the possibility of forming a cutting jet from a material with a density greater than the density of water and not having a destructive effect on the material being processed.

Признаки, указывающие, что «гидростатическое давление которого повышают перед формированием режущей струи», позволяют передать текучей среде скорость за счет насосных средств, аналогичных используемым при работе с жидкостью.Signs indicating that "the hydrostatic pressure of which is increased before the formation of the cutting jet" allows the fluid to transfer speed through pumping means similar to those used when working with liquid.

Признаки, указывающие, что «осуществляют охлаждение режущей струи упомянутого расплавленного сплава до его частичной кристаллизации», обеспечивают формирование в режущей струе, после ее вылета из средства ее формирования, абразивных частиц, способствующих повышению обрабатывающего эффекта.Signs indicating that "carry out the cooling of the cutting stream of the molten alloy mentioned before its partial crystallization", ensure the formation in the cutting stream, after its departure from the means of its formation, abrasive particles that enhance the processing effect.

Признак, указывающий, что «обеспечивают обжатие режущей струи», позволяет минимизировать толщину реза.A sign indicating that "provide compression of the cutting stream", allows to minimize the thickness of the cut.

Признаки, указывающие, что обжатие режущей струи осуществляют «путем пропускания по ней электрического тока и/или воздействия на нее внешним магнитным полем», обеспечивают возможность самосжатия струи под действием поля протекающего тока (пинч-эффект, по типу наблюдаемого при сварочных работах) и возможность деформации (фокусировки) струи за счет взаимодействия магнитного поля протекающего тока с внешним магнитным полем.Signs indicating that the cutting jet is compressed by “passing an electric current through it and / or acting on it with an external magnetic field” provide the possibility of self-compression of the jet under the influence of the flowing current field (pinch effect, as observed during welding) and the possibility deformation (focusing) of the jet due to the interaction of the magnetic field of the flowing current with an external magnetic field.

Признаки, указывающие, что «собирают частично кристаллизованный отработанный расплавленный сплав с частицами обработанной заготовки, переводят его в жидкую фазу, отделяют частицы обработанной заготовки от расплавленного сплава и подают последний на вход системы кругооборота текучей среды», обеспечивают кругооборот текучей среды.Signs indicating that "collect partially crystallized spent molten alloy with particles of the processed billet, transfer it to the liquid phase, separate the particles of the processed billet from the molten alloy and feed the latter to the inlet of the fluid circulation system", ensure the fluid circulation.

Признаки, указывающие, что «в качестве легкоплавкого сплава используют тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный сплав», 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.Signs indicating that "a heavy, chemically inactive and non-toxic alloy is used as a low-melting alloy", provide the possibility of a multiple (about eight-fold) increase in the energy density of the cutting jet by increasing the density of the processing material and allow the method to be implemented without additional safety of the material (lack of it chemical transformations) and protecting personnel and the environment from the harmful effects of toxic products and secretions.

Признаки, указывающие, что «воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе», обеспечивают обжатие режущей струи и исключают увеличение ее сечения в зоне резания.Signs 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", provide compression of the cutting stream and exclude an increase in its cross section in the cutting zone.

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 чертежах 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 drawings show the 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.

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 постоянного 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 direct 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, 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, heavy, chemically inactive and non-toxic, for example, alloys with a density of about 8.8 g / cm 3 - 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 ° FROM). 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.

Нагреватель 8 подбирают так, чтобы обеспечивалось оперативное расплавление частиц затвердевшего расплава легкоплавкого сплава (рабочей жидкости), попавшего в ловушку 6.The heater 8 is selected so that operational melting of the particles of the hardened melt of the low-melting alloy (working fluid) trapped in 6 is ensured.

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 foremost, the larger the hole, the wider the flow through it and, consequently, 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.The balance of these two conflicting requirements prevails over other requirements, which may affect the diameter of the hole.

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.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 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 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.

Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.

Блок 1 повышения давления жидкости 1 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 сопла.Block 1 increasing the pressure of the liquid 1 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 nozzle exit.

Струя 4 после выхода из 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.The jet 4 after leaving the 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.

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 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, что исключает ее «распыление» при больших расстояниях от заготовки 5 до среза сопла 2.During the passage of the jet 4 (through which electric current flows from the source 15, due to the high electrical conductivity of the material of the jet) through the cavity of the magnetic lens 13, the fluxes of electrons flowing along the jet are focused, thereby compressing this stream and, accordingly, compressing jet 4, which eliminates its "spraying" at large distances from the workpiece 5 to the nozzle exit 2.

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 (на чертежах 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 an electric one, made in the form of an inner lining of the bottom and walls of the trap 6. In this case, the “sawdust” of the workpiece 5 usually has a density less 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 greater than the density of the working fluid, then p iemnoe melt conduit opening 9 return to block 1 is provided with a mesh filter of known design (not shown).

Расплавленный легкоплавкий сплав (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 (working fluid), trapped in 6, is selected 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. Заявленное предложение обеспечивает следующее:The drain pipe 12 provides an emergency discharge of the working fluid in case of heater failure. The stated offer 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 the alloy components occurs at the moment of increasing the liquid volume after exiting the accelerating nozzle, the wear of the nozzle is minimal - unlike analogues in which the use of an abrasive leads to rapid wear of the nozzle (for only a few hours and even minutes);

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

Claims (3)

1. Способ струйной резки заготовки, включающий выталкивание текучей среды из сопла на обрабатываемую заготовку с обеспечением формирования режущей струи и использование системы кругооборота текучей среды, отличающийся тем, что в качестве текучей среды используют расплавленный легкоплавкий сплав, гидростатическое давление которого повышают перед формированием режущей струи, при этом осуществляют охлаждение режущей струи упомянутого расплавленного сплава до его частичной кристаллизации, обеспечивают обжатие режущей струи путем пропускания по ней электрического тока и/или воздействия на нее внешним магнитным полем, собирают частично кристаллизованный отработанный расплавленный сплав с частицами обработанной заготовки, переводят его в жидкую фазу, отделяют частицы обработанной заготовки от расплавленного сплава и последний подают на вход упомянутой системы кругооборота текучей среды.1. The method of jet cutting a workpiece, including pushing the fluid from the nozzle to the workpiece to ensure the formation of a cutting jet and the use of a fluid circulation system, characterized in that the fluid used is a molten fusible alloy, the hydrostatic pressure of which is increased before the formation of the cutting jet, at the same time, the cutting jet is cooled by the said molten alloy until it is partially crystallized, and the cutting stream is compressed by prop acceleration of electric current through it and / or exposure to it by an external magnetic field, a partially crystallized spent molten alloy with particles of the processed workpiece is collected, it is transferred to the liquid phase, particles of the processed workpiece are separated from the molten alloy and the latter is fed to the input of the said fluid circulation system. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкого сплава используют тяжелый, химически малоактивный и нетоксичный сплав.2. The method according to p. 1, characterized in that as a fusible alloy, a heavy, chemically inactive and non-toxic alloy is used. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на режущую струю магнитным полем осуществляют посредством магнитной линзы, установленной концентрично струе. 3. 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.
RU2014144832/02A 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials RU2580268C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144832/02A RU2580268C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144832/02A RU2580268C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580268C1 true RU2580268C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55793991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144832/02A RU2580268C1 (en) 2014-11-05 2014-11-05 Method for jet processing of materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580268C1 (en)

Citations (5)

* 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
RU2331503C2 (en) * 2006-03-21 2008-08-20 Александр Иванович Мироевский Method of material processing by energy current

Patent Citations (5)

* 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
RU2331503C2 (en) * 2006-03-21 2008-08-20 Александр Иванович Мироевский Method of material processing by energy current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Akkurt The effect of cutting process on surface microstructure and hardness of pure and Al 6061 aluminium alloy
DE60210267T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR THE SOLIDAGE APPLICATION AND COMPRESSION OF POWDER PARTICLES BY MEANS OF HIGH SPEED AND THERMALLY PLASTIC FORMING
EP3047925B1 (en) Surface treatment method for powdered metal material
Boulos New frontiers in thermal plasma processing
CN110961646B (en) Metal powder and method for producing the same
Bodkin et al. Centrifugal shot casting: a new atomization process for the preparation of high-purity alloy powders
CN111315513A (en) Device for producing spherical metal powder by means of ultrasonic atomization
JP2014227591A (en) Apparatus and method for producing metal fine powder
KR20150047567A (en) Method of cutting super-hard materials using an electron beam and a range of beam scanning velocities
RU2580268C1 (en) Method for jet processing of materials
CN103182513B (en) Device for preparing metal powder by inert gas shielded plasmas
WO2011110577A1 (en) Method for producing high purity silicon
RU2582412C1 (en) Method for jet processing of materials
Kumar et al. Review on optimization parametrs in Abrasive Jet Machining process
KR20130103383A (en) Titanium powder production apparatus and method
RU2580267C1 (en) Method for jet processing of materials
RU155759U1 (en) BLASTING MACHINE
Banker et al. Review to performance improvement of die sinking EDM using powder mixed dielectric fluid
RU155758U1 (en) BLASTING MACHINE
CN110961645B (en) New method for producing spherical composite powder by green recovery and reprocessing of metal
RU2590045C2 (en) Method of producing metal nanopowder from wastes of high speed steel in kerosene
US2271264A (en) Process for the conversion of metals and metal alloys in finely divided form for themanufacture of dental amalgams
Kalyon et al. The Environmental Impact of Electric Discharge Machining
RU2455117C2 (en) Method of producing tungsten carbide-based nanopowder
Müller et al. Electro discharge machining of particle reinforced metal matrix composites