CN117757430A - 一种防锈磨料液及其制备方法与水射流*** - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种防锈磨料液及其制备方法与水射流***，属于射流切割技术领域。该防锈磨料液包括85wt％～93wt％混合液体以及6.7wt％～15wt％磨料；所述混合液体含有60wt％～67wt％水、15wt％～30wt％基油、2wt％～4wt％防锈剂以及3wt％～7wt％油包水乳化剂。本申请提供的方案，该防锈磨料液以水作为内相，以基油作为外相，在进行切割加工易氧化腐蚀的合金时，外相的油基防锈液能够优先附着在切割断面上，形成防锈膜，避免水侵蚀断面导致腐蚀的问题。

Description

一种防锈磨料液及其制备方法与水射流***

技术领域

本申请涉及射流切割技术领域，尤其涉及一种防锈磨料液及其制备方法与水射流***。

背景技术

随着社会发展和科学技术进步，金属材料的加工技术也不断发展和优化。针对不同类型金属材料的特性，研发出多种高效的切割技术，以适应产品设计和加工的需求。

铁基合金、镁基合金等合金作为一类广泛应用的工程材料，在航空航天、机械制造等领域发挥着极为重要的作用。这主要归因于合金具有良好的力学性能以及相对较低的制造成本。磨料水射流加工是一种新型的无热影响区切割技术，通过高速磨料颗粒激射流的离散化冲击作用，可直接对金属材料进行冷切割。可以避免切割过程中的热影响，对材料的组织结构和性能影响较小，这种切割方式可以显著减少切屑量，降低切割应力，提高切割精度和质量。

但是，现有的磨料水射流切割技术在切割铁基合金、镁基合金等合金时，切口表面仍存在着氧化腐蚀问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种防锈磨料液，该防锈磨料液以水作为内相，以基油作为外相，在进行切割加工易氧化腐蚀的合金时，外相的油基防锈液能够优先附着在切割断面上，形成防锈膜，避免水侵蚀断面导致氧化腐蚀的问题。

本申请第一方面提供一种防锈磨料液，包括85wt％～93wt％混合液体以及6.7wt％～15wt％磨料；所述混合液体含有60wt％～67wt％水、15wt％～30wt％基油、2wt％～4wt％防锈剂以及3wt％～7wt％油包水乳化剂。

在上述第一方面的一种可能的实现中，所述基油选自矿物油、润滑油、溶剂油以及加氢油中的一种或多种；所述防锈剂选自氯化石蜡和/或硫化石蜡；所述磨料选自石榴石、碳化硼、立方氮化硼、氧化锆以及金刚石中的一种或多种。

在上述第一方面的一种可能的实现中，所述磨料的粒径为50～200μm；所述油包水乳化剂的HLB值为2～6。

本申请的第一方面提供的一种防锈磨料液具有的有益效果：

本申请的防锈磨料液，通过油包水乳化剂对水以及基油进行乳化，使得油包水乳化剂中的亲水基团与水分子结合形成氢键，疏水基团与基油结合，使得水和基油之间建立桥梁，并相互混合在一起，由于油包水乳化剂的HLB值相对较低，且在本申请中，油水的相对含量较高，因此，在乳化过程中，会形成油包水(W/O)乳液，其中，磨料水溶液作为内相，以油基防锈液作为外相，在对易氧化金属进行水射流切割加工时，水射流***中的喷嘴将防锈磨料液喷射时，作为外相的油基防锈液优先接触金属切割断面，先于水附着在断面上，形成防锈膜，从而避免水接触断面，侵蚀断面发生腐蚀。

本申请的第二方面在于提供一种防锈磨料液的制备方法，包括以下步骤：

将磨料和水进行预混合，得到磨料水溶液；

将基油与防锈剂进行混合，得到油基防锈液；

分别通过管道将所述磨料水溶液以及所述油基防锈液传输到混合罐中进行相互冲击，得到防锈磨料液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

在上述第二方面的一种可能的实现中，所述预混合包括：向反应罐中加入磨料，并通过管道将水传输到反应罐中与磨料进行混合，得到流化状态的磨料水溶液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

在上述第二方面的一种可能的实现中，所述混合包括：向搅拌罐中加入基油和防锈剂，在45℃～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

在上述第二方面的一种可能的实现中，向搅拌罐中加入所述防锈剂之前，所述混合还包括：向搅拌罐中加入油包水乳化剂，在45～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

本申请第二方面提供的一种防锈磨料液的制备方法具有以下有益效果：

将防锈剂和基油与磨料水射流技术相结合，获得在切割时具有防止断面发生腐蚀功能的防锈磨料液，其中，通过设计以一定的压力以及管道的直径，将磨料水溶液和油基防锈液以高速流动的状态在管道内传输到混合罐中，磨料水溶液以及油基防锈液两股流体之间的相互冲击实现均质分散，其中，磨料水溶液及油基防锈液在管道内各项参数可以参考以下公式进行计算：

流速(m/s)＝动能流速系数*压力(Pa)/水密度(kg/m³)，其中，动能流速系数一般为0.95～0.98；

流量(L/min)＝管道截面积(mm³)*流速(m/s)*60/1000；

冲击力(N)＝流量(L/min)*压力(MPa)*600*9.8/60；

两股流体相互冲击时，两股流体的压力迅速大幅度下降，产生很大的***力，瞬时引起空穴现象，强力释放的能量和高频振动，使基油和水破碎小液滴，乳化剂一方面与水分子结合，另一方面与基油结合，充当桥梁使两者相连接，实现分散，达成均质的效果，获得以磨料水溶液为内相，油基防锈液为外相的防锈磨料液。

本申请的第三方面在于提供一种水射流***，包括：

输送装置，用于获取磨料水溶液；

混合装置，所述混合装置包括第一高压泵，所述第一高压泵分别连通有储罐以及第一流量控制阀，所述第一流量控制阀连通有第一混合腔，所述储罐存储有油基防锈液，所述第一混合腔与所述输送装置连通，所述第一混合腔用于获取防锈磨料液；

切割装置，与所述第一混合腔连通，所述切割装置用于对铁基合金喷射所述防锈磨料液进行切割加工。

在上述第三方面的一种可能的实现中，所述输送装置包括：

第二高压泵，所述第二高压泵连通有分流阀，所述分流阀具有两个出水口，所述出水口分别连通有第二流量控制阀及第二混合腔，所述第二流量控制阀还连通有磨料罐，所述磨料罐与所述第二混合腔连通，所述第二混合腔与所述第一混合腔连通。

在上述第三方面的一种可能的实现中，所述储罐还包括：

罐体，所述罐体底部设置有出料管道，所述出料管道与所述第一高压泵连通；

搅拌机构，设置在所述罐体内；

进料管道，设置在所述罐体上，所述进料管道用于向所述罐体输送基油及防锈剂。

本申请第三方面提供的一种水射流***具有以下的有益效果：

通过输送装置获取高压磨料水溶液，并通过混合装置中的高压泵实现油基防锈液以高压高速的状态在管道上流动。当高压磨料水溶液以及油基防锈液进入到第一混合腔时，磨料水溶液与油基防锈液之间相互冲击，形成剧烈紊流，分子之间高频振动实现混合，从而获得防锈磨料液。在防锈磨料溶液体系中，水以小液滴的形式分散在基油中，水为内相，油为外相，磨料水溶液被体系中的油相所包裹。在进行切割加工时，水射流***中的喷嘴将防锈磨料溶液喷射时，作为外相的油基防锈液会优先接触金属切割断面，先于水附着在切面断面上，形成防锈膜，从而避免水和断面的接触，避免水对金属切割面的腐蚀。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的水射流***的结构示意图；

图2是本申请实施例示出的水射流***的另一结构示意图；

图3是本申请实施例示出的储罐的结构示意图；

图4是本申请实施例示出的射流喷嘴喷出状态的示意图；

附图说明：

1、输送装置；11、第二高压泵；12、分流阀；13、第二流量控制阀；14、第二混合腔；15、磨料罐；16、自动加料机构；17、水箱；18、循环过程装置；181、收集槽；

2、混合装置；21、第一高压泵；22、储罐；220、罐体；221、出料管道；222、搅拌机构；223、进料管道；23、第一流量控制阀；24、第一混合腔；

3、切割装置；31、射流喷嘴。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在该搅拌分散的情况下，磨料水射流加工是一种新型的无热影响区切割技术，通过高速磨料颗粒激射流的离散化冲击作用，可直接对金属材料进行冷切割。可以避免切割过程中的热影响，对材料的组织结构和性能影响较小，这种切割方式可以显著减少切屑量，降低切割应力，提高切割精度和质量。

但是，现有的磨料水射流切割技术在切割铁基合金时，切口表面仍存在着氧化腐蚀问题。

针对上述问题，本申请实施例提供一种防锈磨料水溶液，该防锈磨料液以水作为内相，以基油作为外相，在进行切割加工易氧化腐蚀的合金时，外相的油基防锈液能够优先附着在切割断面上，形成防锈膜，避免水侵蚀断面导致氧化腐蚀的问题。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

实施例1

本实施例提供的防锈磨料液，具有以水作为内相，以基油作为外相，在切割加工时，作为外相的基油可以先于水附着在切割断面上，形成防锈膜，隔绝水侵蚀断面，避免腐蚀，具体包括：85wt％～93wt％混合液体以及6.7wt％～15wt％磨料；所述混合液体含有60wt％～67wt％水、15wt％～30wt％基油、2wt％～4wt％防锈剂以及3wt％～7wt％油包水乳化剂。

所述的防锈磨料液的配方中的混合液体，主要成分是基油、水、防锈剂以及油包水乳化剂，其中，防锈剂溶于基油中，油包水乳化剂的结构包含有一个亲水基团和一个疏水基团，油包水乳化剂的两个基团分别与水和基油相互作用，亲水基团与水分子形成氢键，疏水基团与基油形成疏水作用，因此，油包水乳化剂能够将水和基油包裹在一起，形成稳定的乳状液体，在此过程中，油包水乳化剂降低了水表面的张力，使得基油和水更容易混合在一起，油包水乳化剂的亲水基团与水分子相互作用，疏水基团与基油相互作用，形成一个稳定的乳化界面。

防锈磨料液中磨料，在乳化的过程中，充当骨架材料，被分散在乳状液体中，当使用该防锈磨料液进行切割加工时，该液体中的磨料对金属表面进行切割，基油以及防锈剂则作为防锈成分，附着在切割断面上形成防锈膜，避免水侵蚀断面，导致腐蚀的情况发生。

通过相应的参数条件以适配在实际应用时的切割压力、切割金属的材质、厚度等参数变化，以获得良好的防锈效果，具体地，防锈磨料液含有85wt％～93wt％混合液体以及6.7wt％～15wt％磨料；所述混合液体含有60wt％～67wt％水、15wt％～30wt％基油、2wt％～4wt％防锈剂以及3wt％～7wt％油包水乳化剂。

混合配比一般以参数评价：磨料质量流量ma，单位为kg/min。该技术方案下，磨料的比例取决于水流的压力，水压的设定取决于切割深度，在本实施例中控制混合配比为，磨料：水＝1:10～1:4之间，本申请基于W/O油包水溶液的防锈切割，磨料水射流中的水比例应达到60～67％之间，磨料具备良好的切割性。

具体地，在防锈磨料液中，混合液体以质量分数计为85wt％～95wt％，磨料的质量分数计为6.7wt％～15wt％，磨料的质量分数取决于磨料的密度以及切割金属的材质、切割厚度，当切割厚度越厚时，磨料的用量越高，当磨料密度越大时，相应地，为了得到体积分数一致的磨料，可以依据密度计算体积分数。

在本实施例中，所述基油选自矿物油、润滑油、溶剂油以及加氢油中的一种或多种；所述防锈剂选自氯化石蜡和/或硫化石蜡；所述磨料选自石榴石、碳化硼、立方氮化硼、氧化锆以及金刚石中的一种或多种。

在本实施例中，所述磨料的粒径为50～200μm；所述油包水乳化剂的HLB值为2～6。

磨料可以采用粒度为50μm～200μm的石榴石、碳化硼、立方氮化硼、氧化铝、氧化锆以及金刚石，优选地，采用粒状的磨料优于球状磨料，在防锈磨料液的组成中，基油可以选自矿物油、润滑油。溶剂油以及加氢油，防锈剂的选择依据所选用的基油，当选用润滑油时，氯化石蜡以及硫化石蜡可以择一选用，也可以复配使用。为了得到具有良好的乳状液体，油包水乳化剂的HLB值采用2～6，这在HLB值的范围内，可更容易制得(W/O)油包水溶液。

在该参数下的防锈磨料液，一方面具有足够的水相进行切割，另一方面作为外相的油基防锈液可以充分包裹水相，实现油相先于水相接触到切割断面，并形成防锈膜，从而阻止水侵蚀断面。

实施例2

为了使实施例1防锈磨料液在水射流切割加工中得到相应的应用，本实施例还提供了相应的防锈磨料液的制备方法，具体包括以下步骤：

将磨料和水进行预混合，得到磨料水溶液；

将基油与防锈剂进行混合，得到油基防锈液；

分别通过管道将所述磨料水溶液以及所述油基防锈液传输到混合罐中进行相互冲击，得到防锈磨料液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

具体地，将油基防锈液和磨料水射流技术相结合，解决铁基合金等金属在切割加工时的断面腐蚀问题，将磨料和水进行预混合得到流化状态的磨料水溶液的方法有很多，例如采用搅拌分散、超声分散以及研磨分散都可以达成本实施例中所述描述的流化状态的磨料水溶液，一方面，该状态下的磨料水溶液具有更高的稳定性和分散性，利于和油基防锈液进行相互冲击时的分散效果。

本实施例利用管道传输磨料水溶液和油基防锈液，并以50MPa～200MPa的压力下，在设计管径为0.1mm～0.5mm的管道输送至混合罐中，使得磨料水溶液和油基防锈液以高速流动的状态在混合罐中相互冲击，当两股流体相互冲击时，两股流体的压力迅速大幅度下降，产生很大的***力，瞬时引起空穴现象，强力释放的能量和高频振动，使基油和水破碎成小液滴，相互之间混合分散，达成均质的效果，实现以磨料水溶液为内相，油基防锈液为外相的防锈磨料液。

其中，磨料水溶液及油基防锈液在管道内各项参数可以参考以下公式进行计算：

流速(m/s)＝动能流速系数*压力(Pa)/水密度(kg/m³)；

流量(L/min)＝管道截面积(mm³)*流速(m/s)*60/1000；

冲击力(N)＝流量(L/min)*压力(MPa)*600*9.8/60。

冲击合力(N²)＝N²(磨料水溶液)+N²(油基防锈液)+COS(a)，其中，a为夹角，通过上述公式来获取相应的设计值。

更具体地，分别传输磨料水溶液以及油基防锈液的管道一方面可以相对设置，即，冲击夹角为180°，在冲击夹角为180°时，磨料水溶液以及油基防锈液运动的方向在同一条直线上，且作用力相反，因此，在此情况下，磨料水溶液与油基防锈液的冲击力度最大，产生的冲击力相互抵消，且没有其他外界条件干涉，获取到的防锈磨料液的分散性最好，在另一方面，分别传输磨料水溶液以及油基防锈液的两条管道也可以设置为15°、10°、5°、1°的夹角，在该设计下，两股液体在混合罐中交集处，形成了强力的纠缠，两股流体的压力迅速大幅度下降，彼此产生不同的作用力，强力释放能量和高频振动，实现混合分散，当两股流体的流动方向趋近0°时，此时形成的冲击合力最大，由于两股流体的流动方向存在很小的差异，因此，流体的正向力在汇集处产生细微变化，导致产生端流的产生，从而实现分散的效果。

需要说明的是，在本实施例中，两股流体的流动方向可以是相对设置的可以形成一定的夹角，该夹角也可以是45°、90°、135°，不同的夹角均可以实现本实施例中的防锈磨料液。

在另一种可实现的方式中，传输磨料水溶液以及油基防锈液的管道可以采用非相对设置以及错开的形式设置，在该设计下，两股流体进入到混合腔后，在各自的位置形成强烈的热运动以及端流，在交界处实现混合分散。

在本实施例中，所述预混合包括：向储罐中加入磨料，并通过管道将水传输到储罐中与磨料进行混合，得到流化状态的磨料水溶液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

在本实施例中，所述混合包括：向搅拌罐中加入基油和防锈剂，在45℃～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

更具体地，油基防锈液的制备可以采用自然转化法或转相乳化法，本实施例以自然乳化法为例，通过在搅拌分散的方式形式油基防锈液的制备。由于基油的黏度大于水的黏度，因此，在相同的管道上以相同的压力传输水及基油，两者的速度是不同的，为了提升基油在管道中的流速，使得油基防锈液能和磨料水溶液以一致的流速进行冲击，通过对搅拌罐的温度进行调控，使得基油在45℃～55℃的范围内实现搅拌分散，并降低油基防锈液的黏度，使其在管道中的流速可以与磨料水溶液趋于一致。基于本发明所采用矿物油、润滑油、溶剂油以及加氢油对防锈剂具有不同的润湿效果，为了在不同尺寸下的搅拌叶片下实现相同分散效果，通过调整搅拌的转速在600rpm～3000rpm，以获取相匹配的分数效果。

在本实施例中，向搅拌罐中加入所述防锈剂之前，所述混合还包括：向搅拌罐中加入油包水乳化剂，在45～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

具体地，加入油包水乳化剂可以提高乳状液体的制备效率，提升在冲击过程中，被破碎成小液滴时，油包水乳化剂的亲水基团以及亲油基团可以快速对水分子以及基油形成相应的氢键和疏水基团，更好地将水和基油包裹在一起，形成稳定的乳状液体，提升防锈磨料液的储存稳定性。

在本实施中，将防锈剂和基油与磨料水射流技术相结合，获得在切割时具有防止断面发生腐蚀功能的防锈磨料液。

实施例3

基于实施例1至2的基础上，本实施例还提供了一种应用该防锈磨料液的水射流***，该***能够防锈磨料液被喷出至铁基合金、镁基合金等合金时，外相的防锈油相溶液优先接触金属切割端面，使得防锈油相物质附着在金属断面上，形成防锈膜，避免铁基合金等金属发生腐蚀，请参阅图1～图4，该水射流***包括：

输送装置1，用于获取磨料水溶液；

混合装置2，所述混合装置2包括第一高压泵21，所述第一高压泵21分别连通有储罐22以及第一流量控制阀23，所述第一流量控制阀23连通有第一混合腔24，所述储罐22存储有油基防锈液，所述第一混合腔24与所述输送装置1连通，所述第一混合腔24用于获取防锈磨料液；

切割装置3，与所述第一混合腔24连通，所述切割装置3用于对铁基合金喷射所述防锈磨料液进行切割加工。

本实施例中的水射流***通过输送装置1、混合装置2和切割装置3之间相互连通，输送装置1用于获取高压磨料水溶液，并将高压磨料水溶液泵入第一混合腔24中，其中，第一混合腔24还连通了第一高压泵21，第一高压泵21用于从储罐22中吸取油基防锈液，并泵入第一混合腔24中，在第一混合腔24中与油基防锈液混合，磨料水溶液强烈冲击防锈液，形成悬浮态的防锈磨料液。其中，防锈磨料液是油包水(W/O)型乳液，因此，在防锈磨料体系中，磨料水溶液被油基防锈液中的油基成分所包裹，即，磨料水溶液在体系中作为内相，油基防锈液作为外相。当使用切割装置3进行切割加工时，切割装置3将防锈磨料液喷出，对铁基合金等易腐蚀金属进行切割加工。当防锈磨料液被喷出至铁基合金等易腐蚀金属时，外相的防锈油相溶液优先接触金属切割端面，使得防锈油相物质附着在金属断面上，形成防锈膜，避免水侵蚀断面发生腐蚀。

在实际应用中，通过设置第一高压泵21，可以精确控制防锈液与磨料液之间的管路压力，提升切割加工时的压强，并通过第一流量阀来控制油基防锈液的流量，精准控制防锈磨料液的组分，提升切割性能。

在本实施例中，所述输送装置1包括：

第二高压泵11，所述第二高压泵11连通有分流阀12，所述分流阀12具有两个出水口，所述出水口分别连通有第二流量控制阀13及第二混合腔14，所述第二流量控制阀13还连通有磨料罐15，所述磨料罐15与所述第二混合腔14连通，所述第二混合腔14与所述第一混合腔24连通。

需要说明的是，在实际应用中，第二高压泵11可以采用直接连通市政水管或单独设置水箱17作为水源。

示例性地，第一高压泵21以及第二高压泵11可以采用高压柱塞泵或离心泵，切割装置3可以采用射流喷嘴31。

在实际应用中，通过在输送装置1中设置分流阀12，使得供压装置提供的高压水可以经过分流阀12后分为两股，一股输送到磨料罐15中与磨料进行初步混合，使得磨料和水形成流化状态的磨料水溶液；另一股输送到第二混合腔14中，使得具有一定压力的水和流化状态的磨料水溶液进行再次混合，形成稳定性更好的磨料水溶液。其中，该混合方式为前混，通过该设计的混合后，经射流装置喷射的磨料水溶液所需要的压力在50Mpa左右、切割精度高、磨料与水形成的磨料水溶液具有更好的分散性。

示例性地，磨料和水的混合配比可以采用磨料质量流量ma，单位为kg/min作为配比的参数评价，磨料的比例取决于水的压力，水的压力取决于切割深度，在本实施例中，磨料：水的质量比为1:4～10，磨料的粒径范围在50～200μm。

在实际应用中，水射流***会采用各种不同的磨料和压力参数对铁基合金等易腐蚀金属进行切割加工，当切割加工的参数发生变化时，磨料的参数也需要作一定的变化，如磨料的材质、粒径，为了使得可以在磨料罐15中获得具有流化状态的磨料溶液，需要对水的流量进行控制，以获得可以适配切割加工参数和稳定的磨料水溶液，减少在第二混合腔14中用以形成悬浮态磨料水溶液的所需要的时间，提升整个***的效率。

在另一种实施的方式中，所述输送装置1还包括：自动加料机构16，所述自动加料机构16通过管道与所述磨料罐15连接；水箱17，与所述第二高压泵11连通；循环过滤装置，与所述水箱17连通，用于收集和过滤切割加工后的防锈磨料溶液，并将过滤获得的水输送至所述水箱17，将过滤获得油基防锈液输送至所述储罐22。

在实际应用中，为了实现在切割加工时不停机操作，在本实施例中增设自动加料机构16，对磨料罐15进行加料，使得整个水射流***可以处于一个动态循环，提高生产效率。

在上述的实施的方式中，本实施例通过增设相应的水箱17和循环过滤装置，实现水资源和油基防锈液的重复利用，减少水资源的消耗，降低碳排放。

示例性地，循环过滤装置还可以采用层级过滤的方法可以切割加工的废液进行过滤，采用滤网多级过滤切割碎渣和磨料，再通过滤油纸过滤，获得水和油基防锈液，实现循环使用。

循环过滤装置可以采用依次叠放的若干个收集槽181，收集槽181位于切割装置3的底部，收集槽181的顶部开口，收集槽181底部开设有通孔，由上至下的收集槽181分别铺设有用于过滤基油、磨料、水的过滤物，若干个收集槽181通过管道与所述水箱17、所述储罐22及所述自动加料装置连接，其中，各个管道上还设置有输送泵。

所述储罐22还包括：

罐体220，所述罐体220底部设置有出料管道221，所述出料管道221与所述第一高压泵21连通；

搅拌机构222，设置在所述罐体220内；

进料管道223，设置在所述罐体220上，所述进料管道223用于向所述罐体220输送基油及防锈剂。

通过该设计，可以精确对防锈磨料液中的组分进行控制，以获得稳定性更高、切割性能更好的防锈磨料液。

实施例4

在上述实施例3的基础上，本申请实施例还提供了水射流***的应用示例，请参阅图4,具体包括：

101、配置磨料水混合液：从高压柱塞泵泵出的水经过分流阀12分为两股，一股直接连通第二混合腔14，一股通过流量控制阀后进入磨料罐15，并在磨料罐15内与磨料进行初步混合，使磨料处于流化状态，然后将磨料水溶液输送到第二混合腔14，再次与水再次掺混，再通过后继管道输送到第一混合腔24；

102、配置油基防锈液：取一定量的矿物油，加入防锈添加剂，在储罐22中混合，利用离心泵泵入水射流***中，经过流量控制阀控制相应的流量大小，进入第一混合腔2432；

103、配置防锈磨料溶液：将油基防锈液通过管道运输到第一混合腔24内，并与磨料水溶液混合，通过调节第一、第二流量控制阀13分别控制磨料水溶液和油基防锈液的输入量，从而以油基防锈液和水的质量比为30～40:60～70通过转相乳化法制备防锈磨料液，再通过后继管道以悬浮态输送到射流喷嘴31，经射流喷1加速喷射出去形成防锈磨料射流；

104、切割加工：将铁基合金固定在数控磨料水射流设备的夹具上，射流喷嘴31在数控***的控制下，结合所制备的防锈磨料液完成对铁基合金的精密切割；期间，防锈磨料液中处于内相的磨料水混合液在高压下对材料进行冲击去除，而处于外相的油基防锈液会优先接触切割断面，使防锈油附着在断面上，形成防锈膜，达到精密加工过后防锈蚀的目的。

本申请实施例中的水射流***的应用示例具有以下优点：

1、通过水射流***中的流量控制阀，控制防锈磨料溶液中的成分比例，使得磨料具备良好的切割性的同时，还具有优异的防锈功能。

2、通过水和磨料的两级混合，既可以提高磨料水溶液的稳定性和均匀性，又可以在射流喷嘴31中可以采用相对传动水射流加工更低的工作压力，减少的水和能源消耗，促进绿色低碳的环保要求。

3、采用磨料水溶液和油基防锈液制备悬浮态的具有防锈功能的磨料溶液，可以在切割加工中，有效地在铁基合金的切割断面形成防锈膜，消除断面锈蚀的产生，减少了后处理的步骤，提高生产效率。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种防锈磨料液，其特征在于，包括85wt％～93wt％混合液体以及6.7wt％～15wt％磨料；所述混合液体含有60wt％～67wt％水、15wt％～30wt％基油、2wt％～4wt％防锈剂以及3wt％～7wt％油包水乳化剂。

2.根据权利要求1所述的防锈磨料液，其特征在于，所述基油选自矿物油、润滑油、溶剂油以及加氢油中的一种或多种；所述防锈剂选自氯化石蜡和/或硫化石蜡；所述磨料选自石榴石、碳化硼、立方氮化硼、氧化锆以及金刚石中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的防锈磨料液，其特征在于，所述磨料的粒径为50～200μm；所述油包水乳化剂的HLB值为2～6。

4.一种防锈磨料液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将磨料和水进行预混合，得到磨料水溶液；

将基油与防锈剂进行混合，得到油基防锈液；

分别通过管道将所述磨料水溶液以及所述油基防锈液传输到混合罐中进行相互冲击，得到防锈磨料液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预混合包括：向反应罐中加入磨料，并通过管道将水传输到反应罐中与磨料进行混合，得到流化状态的磨料水溶液，所述管道的管径为0.1mm～0.8mm，传输压力为40MPa～200MPa。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合包括：向搅拌罐中加入基油和防锈剂，在45℃～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向搅拌罐中加入所述防锈剂之前，所述混合还包括：向搅拌罐中加入油包水乳化剂，在45～55℃的温度下搅拌30min～120min，搅拌转速为600rpm～3000rpm。

8.一种水射流***，其特征在于，包括：

输送装置，用于获取磨料水溶液；

混合装置，所述混合装置包括第一高压泵，所述第一高压泵分别连通有储罐以及第一流量控制阀，所述第一流量控制阀连通有第一混合腔，所述储罐存储有油基防锈液，所述第一混合腔与所述输送装置连通，所述第一混合腔用于获取防锈磨料液；

切割装置，与所述第一混合腔连通，所述切割装置用于喷射所述防锈磨料液对铁基合金进行切割加工。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述输送装置包括：

第二高压泵，所述第二高压泵连通有分流阀，所述分流阀具有两个出水口，所述出水口分别连通有第二流量控制阀及第二混合腔，所述第二流量控制阀还连通有磨料罐，所述磨料罐与所述第二混合腔连通，所述第二混合腔与所述第一混合腔连通。

10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述储罐还包括：

罐体，所述罐体底部设置有出料管道，所述出料管道与所述第一高压泵连通；

搅拌机构，设置在所述罐体内；

进料管道，设置在所述罐体上，所述进料管道用于向所述罐体输送基油及防锈剂。