Ждем Вас 14-18 мая 2018 года
в "ЭКСПОЦЕНТРЕ" г. Москва
в павильоне ФОРУМ
на  Международной выставке
"Металлообработка-2018"

 

+7 (343) 319-47-51
+7 (343) 328-37-54
E-mail: gidroabraziv@mail.ru

Суспензии для гидроабразивной обработки

Основными компонентами суспензий для струйной гидропневмоабразивной обработки являются рабочая жидкость (в основном вода) и абразивный материал. Особенность струйной гидропневмоабразивной обработки состоит в сочетании процесса съема материала и процесса смазки и охлаждения обрабатываемой поверхности, т. е. эти процессы совмещены и осуществляются одновременно и непрерывно. Обработка происходит не просто в среде рабочей жидкости, а в струе, имеющей большую скорость и соударяющейся с обрабатываемой поверхностью.

Рабочая жидкость несколько снижает скорость абразивных частиц при струйной ГПАО. Однако она выполняет следующие функции: обеспечивает транспортировку абразивных частиц материала от расходной емкости до обрабатываемой поверхности; непрерывно очищает обрабатываемую поверхность, удаляя отработавшие абразивные частицы и частички снятого материала; исключает образование пыли; является носителем поверхностно-активных веществ, создающих адсорбирующие слои полярных молекул и уменьшающих межатомные связи в поверхностном слое обрабатываемого материала, и снижает таким образом твердость и сопротивляемость материала разрушению; регулирует тепловой режим в зоне обработки.

Рабочая жидкость должна отвечать следующим требованиям: обладать высокой эффективностью воздействия на обрабатываемую поверхность, не быть слишком вязкой во избежание неравномерного распределения абразивных частиц в потоке, не иметь большого сопротивления при прохождении по трубопроводам и через сопловые аппараты; не должна легко испаряться; не должна подвергаться самопроизвольному химическому распаду под действием кислорода воздуха; должна оказывать высокое, пассирующее и ингибирующее действия; в распыленном состоянии и при сильном ударе о поверхность не должна быть огнеопасной.

Состав рабочей жидкости подбирают в зависимости от исходного состояния обрабатываемой поверхности и требуемого качества обработки. При этом учитывают также механические свойства обрабатываемого материала, условия обработки и схему установки для струйной ГПАО.

Рабочая жидкость должна не только увеличивать интенсивность обработки поверхности, но и предотвращать прилипание частиц снятого материала к обрабатываемой поверхности, а также проявлять антикоррозионные свойства.

Как правило, основным компонентом абразивной суспензии является вода. Недостатком применения воды является коррозия деталей после обработки. Для уменьшения коррозии в суспензию добавляют поверхностно-активные вещества на основе сульфосоединений: сульфофрезол, тринатрий-фосфат, кальцинированную соду, хромпик и другие, которые оказывают пассивирующее действие на поверхность, повышают коррозионную стойкость деталей и установок для струйной ГПАО. При применении поверхностно-активных веществ удельная работа резания при струйной ГПАО уменьшается в 2...3 раза, в то же время улучшаются моющие свойства рабочей жидкости. Рекомендуется в состав суспензии добавлять поверхностно-активные вещества в пределах 0,5-3,5%.

Объемное содержание абразивных частиц в суспензии обычно подбирается опытным путем. Рекомендуется объемная концентрация абразивных частиц в суспензии 20-30%. Увеличение концентрации свыше указанных пределов, как правило, нарушает нормальную работу установок струйной ГПАО. Выдерживая оптимальные соотношения компонентов суспензии, обеспечивают наилучшие технологические показатели процесса обработки.

Опыт применения операций струйной ГПАО в технологии изготовления деталей авиационных ГТД показал, что в основном используются суспензии, состоящие из воды, электрокорунда или карбида кремния различной зернистости (табл. 2.8). При изготовлении и ремонте лопаток и дисков ГТД одним из важней¬ших является вопрос повышения производительности обработки, т. е. увеличения съема материала с обрабатываемых поверхностей.

При обработке некоторых материалов потоком абразивных частиц на поверхности остаются абразивные частицы, которые острыми гранями внедряются в ее поверхностный слой и задерживаются в нем (шаржируются). Это явление в большей степени проявляется при повышенной пластичности обрабатываемых материалов и больших скоростях движения абразивной смеси, что вызывает износ обработанных таким способом деталей при их эксплуатации. Однако, применительно к материалам, из которых изготавливаются детали авиационных ГТД, шаржируемость абразивных частиц в обрабатываемую поверхность не обнаружена.

Абразивные частицы в процессе ударного взаимодействия с обрабатываемой поверхностью изнашиваются, их рабочие грани скругляются, что приводит с течением времени к снижению общей абразивной способности. Хотя разрушение абразивных частиц при струйной ГПАО протекает в десятки раз медленнее, чем при пескоструйной обработке, что объясняется демпфирующим действием рабочей жидкости, срок службы суспензии имеет определенные пределы. При непрерывной обработке в зависимости от вида абразивного материала, схемы установки струйной ГПАО и конфигурации обрабатываемых деталей срок службы суспензии составляет от 40 до 70 часов. Суспензию эксплуатируют до тех пор, пока в отстоявшейся пробе разрушенные абразивные частицы не превысят 10 % общего объема суспензии, в противном случае суспензию заменяют.

Суспензии для струйной ГПАО деталей ГТД (Таблица 1)

№ п/п

Состав суспензии

Объемная концентрация, %

Состав суспензии

Объемная концентрация, %

1

Электрокорунд 24АМ63

20 остальное

Электрокорунд 24АМ63

Сода кальцинированная

Вода

20

2

остальное

2

Электрокорунд 24А10

20 остальное

Карбид кремния 63СМ63

Карбид кремния 63СМ20

Вода

11

9

остальное

Для нормального протекания процесса струйной ГПАО, суспензия в баке установки должна быть однородной. Это обеспечивается постоянным барботированием осевших на дно бака абразивных частиц.

Во избежание возврата в суспензию тех абразивных частиц, которые в результате многократных ударов по обрабатываемой поверхности разрушились и изменили свои размеры, в некоторых установках имеются расширители и эксгаустеры. В расширителях струя, отраженная от обрабатываемой поверхности, теряет скорость, и раздробленные абразивные частицы вместе с воздухом, насыщенным парами рабочей жидкости, отсасываются в фильтр. Периодически фильтр очищают, и абразивные частицы сортируют для повторного использования.

При струйной ГПАО абразивные частицы в суспензии должны быть одинаковыми, чтобы устранять следы предшествующей обработки поверхности и создавать новую однородную микрогеометрию поверхности. Только при особых видах струйной ГПАО суспензию составляют из абразивных частиц разной зернистости. Если раздробленные частицы абразивного материала длительное время не удалять из суспензии, то эффективность струйной ГПАО снизится. Устройства для сортировки отработавшего абразивного материала применяют лишь в крупных установках для струйной ГПАО или в цехах, где работают несколько установок, и где применяются дорогие сорта абразивных материалов.

Заказать звонок