[发明专利]全约束弱稀疏金属粉爆炸压实及粉板爆炸复合方法

说明书

本发明公开了一种全约束弱稀疏金属粉爆炸压实及粉板爆炸复合方法，包括：步骤一、金属板的处理：将金属板侧面开孔，开孔形状和尺寸可依据需求设计和调整，清洗孔内壁；步骤二、金属粉末的装填：先将金属板开孔的一侧密封，将金属粉末逐步倒入开孔内并尽量压实，所有开孔装填密实后，将另一侧也密封，装填密度与金属粉末材料有关；步骤三、将装填好金属粉末的金属板放置在垫板上，炸药放在金属板上，通过雷管引爆炸药，驱动金属板上部向下压实金属粉末，并使其与金属板紧密结合，完成金属粉末与板材的复合。相比于传统的爆炸复合技术，本发明通过对金属粉末实行全约束的方式，达到弱化稀疏波的作用，可以同时实现金属粉末的压实和粉板材料的复合。

技术领域

本发明属于爆炸复合技术领域，具体涉及一种全约束弱稀疏金属粉爆炸压实及粉板爆炸复合方法(特别是材料物理性质相差较大的金属粉末和板材的结合)。

背景技术

爆炸复合技术是利用炸药爆炸产生的强大冲击力使金属与金属高速撞击，撞击部位表面呈瞬间的高温高压状态，金属表面的氧化物、气体吸附层等阻碍接合的极薄表层(厚约数百微米)以金属喷射物形式排出，因此基材和覆材的撞击部位露出清洁的表面，使两种金属表面在极高压力下压接，理论上达到原子间的结合力的一种技术。爆炸复合材料综合了两种或多种金属材料的优点，所以其性能优异。并且相比于其他复合材料而言，爆炸复合工艺简单，不需要昂贵的实验设备和精细的人工操作，所以爆炸复合材料成本低廉。经过几十年来的发展，目前几乎能实现所有金属间的爆炸复合，其产品广泛运用于工业生产中，并且在航空航天、石油、化工、军事等领域有着不可替代的作用。

传统的爆炸复合技术进行的都是不同材料的金属板与金属板之间的结合，对于金属粉末与板材的结合(如涂层制备等)，现有技术主要为热喷涂、冷喷涂、激光熔覆、化学沉积等。其中热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。冷喷涂是压缩空气加速金属粒子到临界速度(超音速)，金属粒子直击到基体表面后发生物理形变，金属粒子撞扁在基体表面并牢固附着，整个过程金属粒子没有被熔化。传统的涂层制备技术都需要专门的仪器设备而且操作复杂，虽然近些年有提出一些基于炸药加载的爆炸喷涂方法制备涂层，不需要专门的设备，但对物理性质相差较大的粉板材料，很难制得较好的涂层，通常存在结合强度低、涂层厚度小等问题。

发明内容

本发明的目的是基于传统涂层制备技术和爆炸复合技术的各自优点，结合粉末爆炸压实技术，针对涂层制备技术操作复杂设备要求高，单次涂层只能达到微米级别，和物理性质差异较大的金属粉末和板材难以结合或结合强度低，以及一些材料由于物理性质不能通过板-板制备复合材料等问题，提出了全约束弱稀疏金属粉爆炸压实及粉板爆炸复合方法。

本发明的目的由以下技术方案实现：

全约束弱稀疏金属粉爆炸压实及粉板爆炸复合方法，粉板复合材料主要是由侧面开孔的金属板，开孔内密实装填金属粉末的结构和炸药、垫板组成；开孔距金属板上表面较近，开孔距金属板下表面较远，两开孔之间具有一定的间距。所述金属板水平放置在垫板上。

包括如下步骤：

步骤一、金属板的处理：将金属板侧面开孔，开孔形状和尺寸可依据需求设计和调整，清洗孔内壁；

步骤二、金属粉末的装填：先将金属板开孔的一侧密封，将金属粉末逐步倒入开孔内并尽量压实，所有开孔装填密实后，将另一侧也密封，装填密度与金属粉末材料有关；

步骤三、将装填好金属粉末的金属板放置在垫板上，炸药放在金属板上，通过雷管引爆炸药，驱动金属板上部向下压实金属粉末，并使其与金属板紧密结合，同时完成金属粉末的压实以及金属粉末与板材的复合。

其中，金属板厚一般要大于10mm。

其中，两开孔之间具有一定的间距，即两开孔之间的金属板壁厚度一般要大于0.5mm。