高压水射流技术在刀具清洗中的应用研究
2023-06-21 12:00:00

高压水射流技术在刀具清洗中的应用研究


        在刀具的制造过程中,由于是接触空气而制造,所以在刀具的成品中会有一些氧化物。如果没有特殊的清洗刀具手段,那么刀具就会随着在放置中严重氧化,生成黄褐色的铁锈,从而影响刀具的美观和使用价值。对于刀具如何除去铁锈,用化学方法清洗刀具的铁锈,其清洗液的成本高昂,而且清洗刀具还会对刀具本身有所损害,最重要的是处理刀具后废液不环保,容易造成环境污染。用超声波清洗刀具,在经济效益上来说不划算,而且对于大型的刀具工具无法处理,技术上还有待完善。


1、 高压水射流概述

        (1)高压水射流。通过高压泵设备给自来水加压到几百甚至上千个大气压,在这么大的压力下,自来水的出口很小,其孔径的直径一般只有一到两毫米,出口小,压力大,所以这样喷出来的水流,就是高压水射流。水流喷射出来的初速度可达到几百米每秒,具备强大的冲击力度,在切割钢制材料时利用高压水射流进行切割,一些管道堵塞了水泥块也可以用此进行清理。 

        (2)高压水射流清洗设备和技术优势。①高压水射流清洗设备可以调节给自来水加的压力,以用来调节水射流的流速,在清洗物体的同时而不会伤害到本身结构;②高压水射流清洗物体时,不会对物体本身造成污染,其上的水分只要晾干即可;③不管清洗的物体构造有多复杂,这都不影响高压水射流的清洗,空间和环境这都不是影响高压水射流的因素;④高压水射流清洗下水管、热交换器和锅炉除垢的清洗效率至少有 90%,有时甚至达到 100%,清洗速度快,耗时少;⑤有实验表明,清洗同样的物体,高压水射流的清洗成本还没有化学清洗的一半费用,其耗电量和耗水量非常少,很节能。⑥高压水射流只要水流可以到达的地方就可以进行清洗工序,水流所到之处,物体的污染物就会迅速洗掉;⑦高压水射流的自来水和清洗之后的水不会产生污染环境的有害物质,在清洗的时候,没有粉质产生,反而会降低空气中的粉尘,起到了保护环境的作用。


2、 高压水射流技术清洗刀具的试验研究

        (1)试验参数。试验使用型号为 DBG-1850Fg3 的清洗机清洗,试验刀具为热处理后各元素的质量分数:C 为0.85%~0.95% ,Si 为 1.20% ~1.60% ,Mn 为 0.30% ~0.60% ,Cr 为4.155%~4.171%,W 为 1.54%~1.58%,S<0.009%,P<0.034%。

        (2)刀具表面清洗参数。本文对高压水射流的清洗参数进行了研究,由式(1)和式(2)可知,压力与射流速度成正比,与喷嘴直径成反比。


        (3)试验方案与结果。设计了三种方案进行试验,对实验前后的条件及试验的结果进行统计。

        第一种方案:清洗刀具的时间 60 s,喷头的直径 1.4 mm,改变压强,其压强分别为 55、60、65 MPa,记录刀具在不同压强下的清洗效果。

        第二种方案:清洗刀具的时间为 60 s,压强为 60 MPa,改变清洗喷头直径,其实验的直径分别为 1.2、1.4 和 2.0 mm,记录刀具在不同清洗喷头的直径下的清洗效果。

        第三种方案:清洗刀具的压强为 60 MPa,喷头的直径1.4 mm,改变清洗时间,其实验的时间为 30、60 和 120 S,记录刀具在不同时间下的清洗效果。

        根据三种方案的清洗效果看,高压水射清洗机清洗刀具时间 60 s,其喷头直径 1.4 mm 和压强为 60 MPa 下的刀具清洗效果最好。
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