高壓水射流技術在刀具清洗中的應用研究
2020-2-20 來源： 新余學院機電工程學院 作者：敖培云
摘 要：刀具經過使用或者長時間放置在空氣中，其表面會在空氣中的氧氣和水分的作用下生成鐵銹，這文章就刀具的表面生銹的處理提出了一些技術建議，采取了實驗的手段找到了運用高壓水射流清洗刀具表面物的最佳條件。而高壓水射流技術具有環保、低能耗等優勢，值得在應用中推廣。
關鍵詞：高壓水射流技術；刀具；清洗；環保
在刀具的制造過程中，由于是接觸空氣而制造，所以在刀具的成品中會有一些氧化物。如果沒有特殊的清洗刀具手段，那么刀具就會隨著在放置中嚴重氧化，生成黃褐色的鐵銹，從而影響刀具的美觀和使用價值。對于刀具如何除去鐵銹，用化學方法清洗刀具的鐵銹，其清洗液的成本高昂，而且清洗刀具還會對刀具本身有所損害，最重要的是處理刀具后廢液不環保，容易造成環境污染。用超聲波清洗刀具，在經濟效益上來說不劃算，而且對于大型的刀具工具無法處理，技術上還有待完善。
1、 高壓水射流概述
（1）高壓水射流。通過高壓泵設備給自來水加壓到幾百甚至上千個大氣壓，在這么大的壓力下，自來水的出口很小，其孔徑的直徑一般只有一到兩毫米，出口小，壓力大，所以這樣噴出來的水流，就是高壓水射流。水流噴射出來的初速度可達到幾百米每秒，具備強大的沖擊力度，在切割鋼制材料時利用高壓水射流進行切割，一些管道堵塞了水泥塊也可以用此進行清理。
（2）高壓水射流清洗設備和技術優勢。①高壓水射流清洗設備可以調節給自來水加的壓力，以用來調節水射流的流速，在清洗物體的同時而不會傷害到本身結構；②高壓水射流清洗物體時，不會對物體本身造成污染，其上的水分只要晾干即可；③不管清洗的物體構造有多復雜，這都不影響高壓水射流的清洗，空間和環境這都不是影響高壓水射流的因素；④高壓水射流清洗下水管、熱交換器和鍋爐除垢的清洗效率至少有 90%，有的甚至達到 100%，清洗速度快，耗時少；⑤有實驗表明，同樣的物體清洗，高壓水射流的清洗成本還沒有化學清洗的一半費用，其耗電量和耗水量非常少，很節能。⑥高壓水射流只要水流可以到達的地方就可以進行清洗工序，水流所到之處，物體的污染物就會迅速洗掉；⑦高壓水射流的自來水和清洗之后的水不會產生污染環境的有害物質，在清洗的時候，沒有粉質產生，反而會降低空氣中的粉塵，起到了保護環境的作用。
2、 高壓水射流技術清洗刀具的試驗研究
（1）試驗參數。試驗使用型號為 DBG-1850Fg3 的清洗機清洗，試驗刀具為熱處理后各元素的質量分數：C 為0.85%～0.95% ，Si 為 1.20% ～1.60% ，Mn 為 0.30% ～0.60% ，Cr 為4.155%～4.171%，W 為 1.54%～1.58%，S＜0.009%，P＜0.034%。
（2）刀具表面清洗參數。本文對高壓水射流的清洗參數進行了研究，由式（1）和式（2）可知，壓力與射流速度成正比，與噴嘴直徑成反比。
（3）試驗方案與結果。設計了三種方案進行試驗，對實驗前后的條件及試驗的結果進行統計。
第一種方案：清洗刀具的時間 60 s，噴頭的直徑 1.4 mm，改變壓強，其壓強分別為 55、60、65 MPa，記錄刀具在不同壓強下的清洗效果。
第二種方案：清洗刀具的時間為 60 s，壓強為 60 MPa，改變清洗噴頭直徑，其實驗的直徑分別為 1.2、1.4 和 2.0 mm，記錄刀具在不同清洗噴頭的直徑下的清洗效果。
第三種方案：清洗刀具的壓強為 60 MPa，噴頭的直徑1.4 mm，改變清洗時間，其實驗的時間為 30、60 和 120 S，記錄刀具在不同時間下的清洗效果。
根據三種方案的清洗效果看，高壓水射清洗機清洗刀具時間 60 s，其噴頭直徑 1.4 mm 和壓強為 60 MPa 下的刀具清洗效果最好。
3、 結 語
高壓水射流通過對水的加壓，設計一個小巧的水流噴射出口，從而形成有著巨大沖擊力的水流。這種高壓水射技術應用于工業的各個方面，其在我國從 20 世紀 80 年代國外引入，90 年代就在所有的工業領域中得到了廣泛的應用。本文對高壓水射流技術應用于刀具表面清洗做了一些小范圍的實驗，得出了清洗刀具的最佳數據。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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