Абразивные смеси заменят гранат | Технологии

Свойства и характеристики абразивного зерна при гидроабразивном резании значительно влияют на скорость подачи сопла относительно материала и определяют производительность обработки.

Сверхзвуковой поток абразивного зерна вне зависимости от типа абразива, его формы и размера при взаимодействии с поверхностью обрабатываемого материала приводит к его повреждению.

Производительность гидроабразивного резания отражает характер контактного взаимодействия поверхности материала и абразива, величину и схему внешнего силового воздействия, соотношение прочностных свойств металла и абразива.

Высоким значением твердости и прочности абразива соответствует его высокая способность к внедрению в рабочую поверхность детали и разрушению материала. Если металл более твёрдый и прочный, чем абразив - разрушится абразив и, следовательно, резание затруднено.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что значительное повышение (в 10 раз) производительности резания высокопрочных материалов обеспечивает более твердый абразив корунд. Использование корунда для резания других материалов дает прирост производительности около 30 %.

Однако, такая интенсификация процесса гидроабразивного резания приводит к быстрому износу сопла (до 10 - 30 ч.) и изменению его внутренней геометрии, что делает невозможным получение точных размеров детали.

В целом производителями гидрорежущего оборудования рекомендуется при выборе абразива учитывать следующее:

1) абразив должен быть двойного просеивания, что обеспечивает удаление мелкой и крупной фракции, в противном случае сопло может забиться или снизится производительность резания;

2) чем грубее абразивное зерно, тем лучше режущая способность гидроабразивной струи и выше производительность;

3) чем выше твердость абразивного зерна, тем лучше режущая способность и выше производительность;

4) себестоимость резания зависит от стоимости применяемого абразива. Однако, следует учитывать, что абразив по высокой цене может снизить затраты на стоимость операции за счет повышения производительности обработки. Если планируются использовать максимальные скорости подачи, то следует выбирать более крупный абразив.

Обычно в качестве абразива используется гранат. Гранат имеет приемлемую твердость для резания большинства металлов и причиняет меньший износ соплу по сравнению с электрокорундом и карбидом кремния. Однако, использование граната для гидроабразивного резания связано с финансовыми затратами, потому что это - относительно редкий минерал, а процесс его очистки дорогостоящий.

Одним из путей повышения эффективности гидроабразивного резания является подбор смеси абразива, позволяющий снизить себестоимость процесса с достижением требуемых параметров качества.

ООО «Орловский абразивный завод» разработал методику проектирования абразивных составов для гидроабразивного резания из абразивных частиц со средней, высокой и сверхвысокой твердостью, причем пропорции указанных компонентов выбираются в соответствии с процедурой оптимизации ее состава, включающей следующие этапы:

1) расчет объемного уноса обрабатываемого материала единичным абразивным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
2) расчет объемного уноса материала сопла единичным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
3) расчет критического объемного уноса материала сопла,
4) расчет максимального количества абразивных частиц проходящих через сопло;
5) расчет необходимого объемного уноса обрабатываемого материала в единицу времени;
6) оптимизация пропорции абразивной смеси с применением методов математического программирования, в частности, линейной оптимизации.

Разработанные абразивные смеси на ООО «Орловский абразивный завод» обладают уникальными физико-механическими свойствами и имеют следующие преимущества:

 - дешевле традиционно используемого гранатового песка в 2 - 3 раза;

 - снижают износ сопла за счет введения минимального количества твердых абразивов;

 - обеспечивают скорость резания и качество поверхности, которое соответствует  при использовании граната;

 - обеспечивают бесперебойную подачу абразива в сопло установки и исключают засорение фокусирующей трубки;

 - безопасны для здоровья человека.