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第19章 “水刀”为什么会胜钢刀

“明月如霜,好风如水”,“水也清,水也静,柔情似水。”水,在诗歌中,历来以柔著称。然而随着科学技术的发展,人们却使水一反常态,成为锐利无比的切削工具,其性能甚至胜过金属的刀、钻。在南非,工人利用这种工具在地下几千米的金矿中切割石英岩壁上的矿块;沿纽芬兰海岸,工人用这种工具在冰山上打眼;加拿大的外科医生也常用类似的微型工具做骨切开手术。他们所使用的工具,都只不过是一束水。

水是怎样变得具有切削能力的呢?一般来讲,当人们迫使水以3倍声速通过微小喷嘴时,会聚成的高压水射流就有了切削不同材料的能力。如果在水中掺入硅石或石榴石等磨削材料,水射流的切削能力还会倍增。含有磨料的高压水射以的制造与工作过程大致如下:用强有力的水泵使水的压力达到3 850公斤/平方厘米,并使之通过带有微孔的蓝宝石喷嘴,会聚成细而薄的喷束,然后在混合室中与磨料混合,所得到的磨料浆从排出管喷出,就可以对工件进行切削。无论是工具钢、装甲板还是防弹玻璃,几乎任何坚硬的材料都可以用高压水射流进行切削。试验表明,切削254厘米厚的超硬度钛板,切削速率为00423厘米/秒;切削1524厘米厚的铝板,速率则为00212厘米/秒;材料越软,切削速率越高。

高压水射流不仅可以用来开采煤矿,还可以用来为矿井中坚硬的岩石打眼和破碎岩石。这种为开矿采掘而设计的高压水射流系统,可以代替通常的爆破方式。由于不产生火花,也就不会点燃矿井里的可燃气体。运用高压水射流采矿,既安全,又经济。高压水射流的另一个优点,是在工作过程中产生的热量几乎全部被水带走。

高压水射流切割还有准确和不走样的特色。在制鞋工业中用它切鞋片,可同时切割四层泡沫材料而不走样,从而可节省6%—15%的材料。

干净是高压水射流切割的又一优点。它在食品工作中得到了广泛的应用,例如用来切割蛋糕等食品。高压水射流作为切割纸及波形面箱板的最清洁的方法。正在造纸工业中大显身手。

在汽车、拖拉机制造工业中,它可用于无尘切割石棉刹车垫。作为高效能切割电路板的工具,它在电子工业中也发挥着越来越大的作用。

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