一种磨料水喷嘴加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压磨料水射流(AWJ)切割加工领域，特别涉及一种磨料水喷嘴的加工工艺。
【背景技术】
[0002]磨料水喷嘴是高压磨料水射流设备的关键部件之一。它的切割性能和使用寿命对高压磨料水射流的切割效率和经济效益影响很大。长期以来高压磨料水射流喷嘴一直困扰着我国的水射流界，至今为止，切割用磨料水喷嘴的设计及使用寿命仍未达到满意的程度。如何选择合适的磨料水喷嘴材料和加工工艺方法，也是至今尚未解决的关键技术问题。研制出性能良好、材料适宜的磨料水喷嘴，将极大地提高射流切割效率、切割质量和延长喷嘴寿命，从而使高压磨料水射流技术得到广泛应用，一直为亟待解决的问题。
[0003]在磨料水射流切割过程中，喷嘴起着重要的作用。根据加工需要可以把高压变成高速，这种转换过程的效率和切割自身质量倚赖于磨料水喷嘴的设计。它的使用性能和使用寿命对高压磨料水射流的切割效率、切割质量和经济效益影响很大。目前，国内一些企业所用的磨料水喷嘴主要是从国外进口的。大多数磨料水射流切割加工中最常用的磨料水喷嘴直径是0.7?1.2mm，长度是55?75mm。进口的磨料水喷嘴很贵，根据牌子不同，典型的磨料水喷嘴，其价格在200到400美元，成本非常高。
[0004]在国内对磨料水喷嘴的现有研宄。例如:中国发明专利申请号CN102363285 A公开了一种磨料水射流切割喷头装置；中国发明专利申请号CN1765582 A公开了一种高压磨料水射流切割头装置及混合管；中国发明专利申请号CN102225535 A公开了一种磨料水射流用准矩形磨料水喷嘴；中国发明专利申请号CN104070461公开了一种磨料水射流切割喷嘴等等。但上述的研宄主要集中在优化磨料水喷嘴的结构；减少磨损；改进安装方法，防止射流堵塞等方面。
[0005]目前磨料水喷嘴材质构成成份及成型制造工艺过程等技术领域在国内还是空白。
【发明内容】
[0006]本发明针对上述技术问题，提出一种磨料水喷嘴的加工工艺。
[0007]为达到以上目的，通过以下技术方案实现的:
[0008]一种磨料水喷嘴加工工艺，包括以下几个步骤:
[0009]步骤一，将金属粉末按配比钴Co (2?4) %，碳C(7?9) %，钨W(87?91) %称好并搅拌均匀成为硬质合金粉；
[0010]步骤二，在弹性橡胶管内中心轴线处设置一直径为(0.6?0.8)mm的硬态弹簧钢丝，并沿着硬态弹簧钢丝圆周方向涂覆一层厚度为(0.1?0.2)mm的蜡模；
[0011]步骤三，在弹性橡胶管外壁套置不锈钢套，且不锈钢套径向加工有若干通孔；其中，不锈钢套主要用于防止装填好素坯的弯曲；通孔均匀分布在不锈钢套外表面，在冷等静压加工时，通孔可以使素坯受力均匀。
[0012]步骤四，将选好成份的硬质合金粉末装入到弹性橡胶管内，并捣实，捣实后将弹性橡胶管两端通过橡胶塞封堵；其中两橡胶塞位于弹性橡胶管内部相向端面与捣实后硬质合金粉形成表面紧密贴合挤压；
[0013]步骤五，进行冷等静压成型加工；
[0014]步骤六，把冷等静压成型后的素坯连同硬态弹簧钢丝从橡胶管中取出，然后对成型后的素坯进行低温预烧结，待硬态弹簧钢丝外壁蜡膜熔化后取出弹簧钢丝；预烧结温度为800。。一900。。，加压200MPa，保温I小时；
[0015]步骤七，对磨料水喷嘴进行真空烧结加工；其中，烧结温度选用1400°C，保温时间选用60分钟。
[0016]作为优选，其中硬态弹簧钢丝两端轴向伸出于两橡胶塞封堵，主要方便硬态弹簧钢丝的取出。
[0017]其中，冷等静压成型后的硬质合金粉凝结体为素坯。
[0018]采用上述技术方案的本发明，提供一种新的磨料水喷嘴的加工工艺，其目的在于加工出硬度高、耐磨性好、低成本、寿命长的磨料水喷嘴。
[0019]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0020]本发明共I幅附图，其中:
[0021]图1为本发明的进行冷等静压成型处理前剖面结构示意图。
[0022]图中:1、硬质合金粉末，2、弹性橡胶管，3、不锈钢套，4、橡胶塞，5、硬态弹簧钢丝，6、通孔，7、蜡膜。
【具体实施方式】
[0023]一种磨料水喷嘴加工工艺，包括以下几个步骤:
[0024]步骤一，将金属粉按配比钴Co (2?4) %，碳C(7?9) %，钨W(87?91) %称好并搅拌均匀成为硬质合金粉I ;其中择优选择配比为；钴Co3%，碳C8%，钨W89% ;
[0025]步骤二，在弹性橡胶管2内中心轴线处设置一直径为(0.6?0.8)mm的硬态弹簧钢丝5，并沿着硬态弹簧钢丝5圆周方向涂覆一层厚度为(0.1?0.2)mm的蜡模7 ;
[0026]步骤三，在弹性橡胶管2外壁套置不锈钢套3，且不锈钢套3径向加工有若干通孔6 ;其中，不锈钢套3主要用于防止装填好素坯的弯曲；通孔均匀分布在不锈钢套3外表面，在冷等静压加工时，通孔可以使素坯受力均匀。
[0027]步骤四，将选好成份的硬质合金粉I装入到弹性橡胶管2内，并捣实，捣实后将弹性橡胶管2两端通过橡胶塞4封堵；其中两橡胶塞4位于弹性橡胶管2内部相向端面与捣实后硬质合金粉I形成表面紧密贴合挤压，如图1所示；
[0028]步骤五，进行冷等静压成型处理；
[0029]步骤六，把成冷等静压成型后的素坯连同硬态弹簧钢丝从橡胶管中取出，然后对成型后的素坯进行低温预烧结，待硬态弹簧钢丝外壁蜡膜熔化后取出弹簧钢丝；预烧结温度为800°C~ 900。。，加压200MPa，保温I小时；
[0030]步骤七，对磨料水喷嘴进行真空烧结加工；其中，烧结温度选用1400°C，保温时间选用60分钟。
[0031]作为优选，其中硬态弹簧钢丝两端轴向伸出于两橡胶塞封堵，主要方便硬态弹簧钢丝的取出。
[0032]采用上述技术方案的本发明，本发明的目的是:选择合适的构成磨料水喷嘴成份的硬质合金粉末材料；自制模具；采用特殊的成型工艺制造磨料水喷嘴。
[0033]磨料水喷嘴的结构十分简单，基本上由两段构成，即锥状入口和柱状出口。但不同材料和加工工艺的喷嘴，它的使用寿命却有极大区别。
[0034]磨料水喷嘴由于受到高速磨料粒子的冲刷，其磨损很严重，因此选材十分重要。要求喷嘴材料必须具有高硬度、高耐磨性，两者缺一不可。
[0035]钴基的硬质合金碳化钨(WC)硬度高，耐磨性好。从喷嘴使用及加工工艺性综合考虑选用含钴的碳化钨(WC — Co)系硬质合金是合适的。钴(Co)对硬质相碳化钨(WC)有良好的润湿性和粘接性，以及碳C，钨W在钴Co里有好的溶解性，因而使含钴的碳化钨(WC—Co)系硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度。但在含钴碳化钨(WC—G