鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于鈦復(fù)合材料領(lǐng)域，提供一種可用于低于1mm厚度的鈦板進(jìn)行爆炸成型復(fù)合到鋁板上的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，所述裝置包括基座，在基座上鋪設(shè)有基板，在基板上方鋪設(shè)有復(fù)板，所述基板為鋁板，所述復(fù)板為鈦板，在鋁板和鈦板之間設(shè)有支撐件，使得鋁板和鈦板之間具有間隙L，在鈦板上方鋪設(shè)有一層炸藥層，在炸藥層上放置有雷管，鈦板的厚度不大于0.2mm，炸藥層為由膏狀乳化炸藥鋪設(shè)而成的一層板狀炸藥。通過(guò)將膏狀乳化炸藥用于復(fù)合板爆炸成型工藝中，同時(shí)，膏狀乳化炸藥可在鈦板上鋪設(shè)而成一層板狀炸藥，可有效避免對(duì)厚度低于1mm的鈦板的炸穿、炸傷變形等，因而可獲得更薄的鈦鋁復(fù)合板。
【專利說(shuō)明】
鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及鈦復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]爆炸焊接是一種固相焊接方法，通常用于異種金屬之間的焊接。如鈦、銅、鋁、鋼等金屬之間的焊接，而這些化學(xué)成分和物理性能各異的金屬材料的焊接，用其他的焊接方法很難實(shí)現(xiàn)。爆炸焊接產(chǎn)生的金屬?gòu)?fù)合板主要用途是替代昂貴的不銹鋼及有色金屬，廣泛用于化工、船舶、車輛、軍工、航天等領(lǐng)域。鈦板具有強(qiáng)度高而密度小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好，但鈦板的工藝性能差，切削加工困難，鋁板比重低，塑性好，非常適于機(jī)加工，如鋸、剪、銑、鏜、刨、車等，為了擴(kuò)大金屬材料的使用范圍，因此制備得到的鈦鋁復(fù)合板，其加工鋁板，保持鈦的韌性和抗蝕、耐磨等優(yōu)良性能，降低成本。目前采用爆炸焊接生產(chǎn)的鈦鋁復(fù)合板，其使用的炸藥，通常為普通的炸藥，例如在申請(qǐng)?zhí)枮?00910010698.4的發(fā)明專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中采用的銨油炸藥;在申請(qǐng)?zhí)枮?00610128244.3的發(fā)明專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中采用的銨梯炸藥。采用上述炸藥后，其復(fù)合用的鈦板的厚度均大于1_，而在鈦板低于Imm甚至更薄的情況下，由于鈦板過(guò)薄，因此采用上述炸藥爆炸時(shí)將容易出現(xiàn)炸穿、炸傷變形等，因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)此類超薄鈦板的爆炸成型焊接。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可用于低于Imm厚度的鈦板進(jìn)行爆炸成型復(fù)合到鋁板上的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型特別提出膏狀乳化炸藥在鈦鋁復(fù)合板爆炸成型工藝中的用途。通過(guò)采用膏狀乳化炸藥作為鈦鋁復(fù)合板爆炸成型工藝中可有效避免厚度低于Imm的鈦板出現(xiàn)炸穿、炸傷變形等情況，因而可得到厚度更薄的鈦鋁合金材料。
[0005]另外，本實(shí)用新型還提供一種鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，包括基座，在基座上鋪設(shè)有基板，在基板上方鋪設(shè)有復(fù)板，所述基板為鋁板，所述復(fù)板為鈦板，在鋁板和鈦板之間設(shè)有支撐件，使得鋁板和鈦板之間具有間隙L，在鈦板上方鋪設(shè)有一層炸藥層，在炸藥層上放置有雷管，鈦板的厚度不大于0.2_，炸藥層為由膏狀乳化炸藥鋪設(shè)而成的一層板狀炸藥。
[0006]進(jìn)一步的是:按重量百分比計(jì)，膏狀乳化炸藥由乳化基質(zhì)55?86%和玻璃微球14?45%混合制備得到;所述乳化基質(zhì)由下述組分乳化而成:硝酸銨79?82%，硝酸鈉3.5?3.9 %，水8?11 %，一體化油相材料5?7 %。
[0007]進(jìn)一步的是:所述一體化油相材料由下述方法制備得到:將乳化劑、機(jī)油、石蠟和微晶蠟按順序混合，100°C熔化，再于70°C保溫;所述乳化劑為山梨醇酐單油酸酯，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5?2.7%;所述乳化基質(zhì)的乳化過(guò)程為:A、將水、硝酸銨和硝酸鈉在95°C條件下攪拌成過(guò)飽和溶液，而后在80 °C條件下保溫;B、將一體化油相材料加入到上步A中的過(guò)飽和溶液中，70°C乳化，得到乳化基質(zhì);所述玻璃微球的細(xì)度過(guò)60目篩。
[0008]進(jìn)一步的是:膏狀乳化炸藥的密度為0.55?0.9g/cm3，爆速為1500m/s?2900m/s。
[0009 ]進(jìn)一步的是:鈦板的厚度為0.1 mm-0.2mm，鋁板的厚度為2mm，鈦板和鋁板之間的間隙L為膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-
0.24g/cm2。
[0010]進(jìn)一步的是:當(dāng)鈦板的厚度為0.1mm時(shí)，鈦板和招板之間的間隙L為1.5mm_l.8mm，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-0.187g/cm2;當(dāng)鈦板的厚度為0.2mm時(shí)，鈦板和鋁板之間的間隙L為1.8mm_2.0mm，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.21 g/cm2-0.24g/cm2。
[0011]進(jìn)一步的是:支撐件為多個(gè)間隔分布在鋁板和鈦板四周邊緣的紙板組成，每個(gè)紙板的長(zhǎng)度為30mm，寬度為4mm，厚度為1.5mm-2mm。
[0012]進(jìn)一步的是:所述雷管放置在鈦板的邊緣位置，并且雷管平躺的放置在鈦板上，既雷管的長(zhǎng)度方向與鈦板平行，在雷管上由膏狀乳化炸藥包裹有一層增強(qiáng)炸藥層。
[0013]進(jìn)一步的是:所述基座包括沙基和鐵板基座，鐵板基座放置在沙基上，基板鋪設(shè)在鐵板基座上。
[0014]進(jìn)一步的是:欽板的尺寸為240謹(jǐn)X 190謹(jǐn)X 0.1謹(jǐn)或者24CtoimX 1 90mm X 0.2謹(jǐn)；招板的尺寸為240mm X 190mm X 2mm ；鈦板和招板的邊緣對(duì)其;鐵板基座的尺寸為400mm X 300mmX 12mm,鋁板放置在鐵板基座上方的中心;沙基的尺寸為1000mmX 1000mmX 200mm，鐵板基座放置在沙基上方的中心。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)將膏狀乳化炸藥用于復(fù)合板爆炸成型工藝中，可有效避免對(duì)厚度低于Imm的鈦板的炸穿、炸傷變形等，因而可獲得更薄的鈦鋁復(fù)合板。另外，膏狀乳化炸藥可在鈦板上鋪設(shè)而成一層板狀炸藥，通過(guò)調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)恼ㄋ幱昧考纯蛇m用于厚度低于Imm的鈦板的爆炸成型，尤其可適用于鈦板厚度為0.lmm-0.2mm的情況。膏狀乳化不僅具有易生產(chǎn)、性能穩(wěn)定及爆炸焊接效果好(爆炸焊接結(jié)合率多98%)的優(yōu)良性能，而且炸藥流動(dòng)性好，爆炸焊接時(shí)可根據(jù)鈦板形狀做成相應(yīng)的板狀。另外，通過(guò)將雷管平躺的放置在鈦板的邊緣位置，一方面可避免將雷管放置在鈦板中心位置時(shí)由于雷管重量過(guò)重而造成鈦板變形，另一方面也可避免雷管爆炸時(shí)聚能穴炸傷鈦板。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置的示意圖；
[0017]圖2為圖1中局部區(qū)域A的放大不意圖；
[0018]圖中標(biāo)記為:基座1、鋁板2、鈦板3、支撐件4、炸藥層5、雷管6、沙基7和鐵板基座8、增強(qiáng)炸藥層9。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)用新型特別提出膏狀乳化炸藥在鈦鋁復(fù)合板爆炸成型工藝中的用途，既是將膏狀乳化炸藥用于鈦鋁復(fù)合板爆炸成型工藝中作為爆炸炸藥;其與普通的炸藥或者普通的乳化炸藥相比，可將其做成板狀后再鋪設(shè)在鈦板上，并且其具有易生產(chǎn)、性能穩(wěn)定及爆炸焊接效果好，爆炸焊接結(jié)合率多98 %的優(yōu)良性能。
[0021]如圖1和圖2中所示，本實(shí)用新型提供的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，包括基座I，在基座上鋪設(shè)有基板，在基板上方鋪設(shè)有復(fù)板，所述基板為鋁板2，所述復(fù)板為鈦板3，在鋁板2和鈦板3之間設(shè)有支撐件4，使得鋁板2和鈦板3之間具有間隙L，在鈦板3上方鋪設(shè)有一層炸藥層5，在炸藥層5上放置有雷管6，鈦板3的厚度不大于0.2mm，炸藥層5為由膏狀乳化炸藥鋪設(shè)而成的一層板狀炸藥。
[0022]本實(shí)用新型中的膏狀乳化炸藥相對(duì)于普通的乳化炸藥而言，可制成板狀后再鋪設(shè)到鈦板3上。更具體的，按重量百分比計(jì)，本實(shí)用新型所述的膏狀乳化炸藥由乳化基質(zhì)55?86 %和玻璃微球14?45 %混合制備得到；其中所述乳化基質(zhì)由下述組分乳化而成:硝酸銨79?82 %，硝酸鈉3.5?3.9%,水8?11 %，一體化油相材料5?7 %。其中的一體化油相材料可由下述方法制備得到:將乳化劑、機(jī)油、石蠟和微晶蠟按順序混合，100°C熔化，再于70°C保溫;而乳化劑可為山梨醇酐單油酸酯，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5?2.7%。另外，所述乳化基質(zhì)的乳化過(guò)程為:A、將水、硝酸銨和硝酸鈉在95°C條件下攪拌成過(guò)飽和溶液，而后在80°C條件下保溫；2、將一體化油相材料加入到上步A中的過(guò)飽和溶液中，700C乳化，得到乳化基質(zhì)。另夕卜，玻璃微球的細(xì)度過(guò)60目篩。另外，通過(guò)上書(shū)房方法獲得的膏狀乳化炸藥，其密度控制在密度為0.55 ?0.9g/cm3，爆速為1500m/ s ?2900m/ s。
[0023]另外，在實(shí)際爆炸成型時(shí)，對(duì)于不同厚度的鈦板3，可進(jìn)一步設(shè)置不同的鈦板3與鋁板2之間的間隙L，以及使用不同量的膏狀乳化炸藥;本實(shí)用新型針對(duì)鈦板厚度，優(yōu)選如下關(guān)系:選用鈦板3的厚度為0.1 mm-0.2mm，鋁板2的厚度為2mm，鈦板3和鋁板2之間的間隙L為
1.5mm-1.8mm;膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-0.24g/cm2。更具體的，當(dāng)鈦板3的厚度為0.1mm時(shí)，鈦板3和招板2之間的間隙L為I.5mm-1.8mm，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-0.187g/cm2;當(dāng)鈦板3的厚度為0.2mm時(shí)，鈦板3和鋁板2之間的間隙L為1.8mm_2.0mm，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.21 g/cm2-0.24g/cm2。
[0024]另外，支撐件4的作用是支撐鈦板3，確保鈦板3與鋁板4之間具有一定間隙L。本實(shí)用新型中，優(yōu)選支撐件4為多個(gè)間隔分布在鋁板2和鈦板3四周邊緣的紙板組成，每個(gè)紙板的長(zhǎng)度為30mm，寬度為4_，厚度為1.5mm-2mm。支撐件4設(shè)置在鈦板3對(duì)應(yīng)的四周，其數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)定，例如當(dāng)鈦板3的上表面為矩形或者正方形結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)置四個(gè)支撐件4，并且四個(gè)支撐件4位于鈦板3的四個(gè)角落處。另外，當(dāng)鈦板3的面積較大時(shí)，也可進(jìn)一步在鈦板3的中部區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的中部支撐件，中部支撐件可采用銅制的支撐件。
[0025]另外，考慮到本實(shí)用新型中的鈦板3的厚度非常薄，為0.2mm及以下，因此，如果將雷管6放置到鈦板3上方的中部位置時(shí)，將由于雷管6的重量較重而導(dǎo)致鈦板3發(fā)生較大變形，同時(shí)鈦板3也容易被雷管6爆炸時(shí)的聚能穴炸傷;為此，本實(shí)用新型優(yōu)選將雷管6放置在鈦板3的邊緣位置，并且雷管6平躺的放置在鈦板3上，既雷管6的長(zhǎng)度方向與鈦板3平行，具體可參照附圖2中所示，當(dāng)雷管6平躺放置時(shí)，其引線可從其朝向鈦板3外方向的端部引出。另外，為了提高雷管6的引爆效果，還可進(jìn)一步在雷管6上由膏狀乳化炸藥包裹有一層增強(qiáng)炸藥層9;增強(qiáng)炸藥層9可在雷管6放置大炸藥層5上后再添加上去，添加的量一般控制在δ-?Ο 克即可。
[0026]另外，本實(shí)用新型中的基座I可包括沙基7和鐵板基座8，鐵板基座8放置在沙基7上，基板鋪設(shè)在鐵板基座8上。沙基7的尺寸應(yīng)當(dāng)比鐵板基座8的尺寸大，例如當(dāng)設(shè)置鐵板基座8的尺寸為400mm X 300mm X 12mm，時(shí)可設(shè)置沙基7的尺寸為1000mm X 100mmX 200mm。
[0027]下面以在鐵板基座8的尺寸為400mmX 300mmX 12mm，沙基7的尺寸為100mmX100mmX 200mm的基座I上進(jìn)行如下幾次具體實(shí)驗(yàn):
[0028]實(shí)施例1
[0029]欽板尺寸:240mmX 190mmX0.2mm;招板尺寸:240mmX 190mmX 2mm進(jìn)行爆炸焊接，膏狀乳化炸藥用量為100克，間歇L為1.9mm;爆炸成型后界面結(jié)合牢固，結(jié)合率達(dá)到98.2%。
[0030]實(shí)施例2
[0031 ] 欽板尺寸240mmX 190mmX0.2mm;招板尺寸:240mmX 190mmX 2mm進(jìn)行爆炸焊接，膏狀乳化炸藥用量為107克，間歇L為1.8mm;爆炸成型后界面結(jié)合牢固，結(jié)合率達(dá)到98.4%。
[0032]實(shí)施例3
[0033]欽板尺寸240mmX 190mmX0.1mm;招板尺寸:240mmX 190mmX 2mm進(jìn)行爆炸焊接，膏狀乳化炸藥用量為85克，間歇L為1.8mm;爆炸成型后界面結(jié)合牢固，結(jié)合率達(dá)到98.5%。
[0034]實(shí)施例4
[0035]欽板尺寸240mmX 190mmX0.1mm;招板尺寸:240mmX 190mmX 2mm進(jìn)行爆炸焊接，膏狀乳化炸藥用量為80克，間歇L為1.7mm;爆炸成型后界面結(jié)合牢固，結(jié)合率達(dá)到98.3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，包括基座(I)，在基座上鋪設(shè)有基板，在基板上方鋪設(shè)有復(fù)板，所述基板為鋁板(2)，所述復(fù)板為鈦板(3)，在鋁板(2)和鈦板(3)之間設(shè)有支撐件(4)，使得鋁板(2)和鈦板(3)之間具有間隙L，在鈦板(3)上方鋪設(shè)有一層炸藥層(5)，在炸藥層(5)上放置有雷管(6)，其特征在于:鈦板(3)的厚度不大于0.2mm，炸藥層(5)為由膏狀乳化炸藥鋪設(shè)而成的一層板狀炸藥。2.如權(quán)利要求1所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:膏狀乳化炸藥的密度為0.55 ?0.9g/cm3，爆速為1500m/ s ?2900m/ s。3.如權(quán)利要求1或2所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:鈦板(3)的厚度為0.1mm-0.2mm，招板(2)的厚度為2mm，鈦板(3)和招板(2)之間的間隙L為1.5mm-1.8mm ；膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-0.24g/cm2。4.如權(quán)利要求3所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:當(dāng)鈦板(3)的厚度為0.1mm時(shí)，鈦板(3)和鋁板(2)之間的間隙L為1.5_-1.8_，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.175g/cm2-0.187g/cm2;當(dāng)鈦板(3)的厚度為0.2mm時(shí)，鈦板(3)和鋁板(2)之間的間隙L為1.8_-2.0_，膏狀乳化炸藥的用量與其所鋪設(shè)的面積的比值關(guān)系為:0.21g/cm2-0.24g/cm2。5.如權(quán)利要求3所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:支撐件(4)為多個(gè)間隔分布在鋁板(2)和鈦板(3)四周邊緣的紙板組成，每個(gè)紙板的長(zhǎng)度為30mm，寬度為4mm，厚度為1.5mm-2mm06.如權(quán)利要求3所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:所述雷管(6)放置在鈦板(3)的邊緣位置，并且雷管(6)平躺的放置在鈦板上，既雷管(6)的長(zhǎng)度方向與鈦板(3)平行，在雷管(6)上由膏狀乳化炸藥包裹有一層增強(qiáng)炸藥層(9)。7.如權(quán)利要求1所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:所述基座(I)包括沙基(7)和鐵板基座(8)，鐵板基座(8)放置在沙基(7)上，基板鋪設(shè)在鐵板基座(8)上。8.如權(quán)利要求7所述的鈦鋁復(fù)合板爆炸成型裝置，其特征在于:鈦板(3)的尺寸為240mmX 190mmX 0.1mm或者240mmX 190mm X 0.2mm;招板(2)的尺寸為240mmX 190mm X 2mm;欽板(3)和鋁板(2)的邊緣對(duì)其;鐵板基座(8)的尺寸為400mm X 300mm X 12mm，招板(2)放置在鐵板基座(8)上方的中心;沙基(7)的尺寸為1000mm X 1000mm X 200mm，鐵板基座(8)放置在沙基(7)上方的中心。
【文檔編號(hào)】B23K20/08GK205551780SQ201620384177
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】黃平, 王寧雄
【申請(qǐng)人】攀枝花學(xué)院