[发明专利]一种利用金属箔通电爆炸冲击波对工件成形的装置及方法

权利要求书

1.一种利用金属箔通电爆炸冲击波对工件成形的装置，其特征在于，包括：脉冲电源系统和金属箔；

所述金属箔与脉冲电源系统连接形成闭合回路；

所述金属箔处于液体环境中；所述液体环境中的液体为可以与金属箔发生氧化还原反应的液体；

待加工金属工件置于所述金属箔之上；所述待加工金属工件部分处于液体环境中，所述待加工金属工件与金属箔之间绝缘，保证金属箔与待加工金属工件之间不通过所述液体导电；

通过所述脉冲电源系统对金属箔通入脉冲电流，所述金属箔在脉冲电流的作用下爆炸产生剧烈的冲击波，且所述金属箔爆炸过程中与所述液体环境内的液体发生氧化还原反应释放大量能量，在所述冲击波和能量的作用下所述待加工金属工件产生机械响应而被加工成形；所述待加工金属工件具体包括：第一金属板、环氧垫块以及第二金属板；所述第一金属板和第二金属板用耐高温的绝缘胶带绑定，所述环氧垫块置于第一金属板和第二金属板之间；将所述第一金属板置于金属箔之上，通过所述脉冲电源系统对金属箔通入脉冲电流，在所述冲击波和能量的作用下所述第一金属板和第二金属板高速碰撞焊接；所述第一金属板的部分处于液体环境中，所述第一金属板与金属箔之间绝缘。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：模具；

所述模具的中间开槽；

所述模具置于待加工金属工件之上；

通过所述脉冲电源系统对金属箔通入脉冲电流，在所述冲击波和能量的作用下所述待加工金属工件向模具的开槽区域内陷变形成形。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：模具；

所述模具的中间开孔；

所述模具置于待加工金属工件之上；

通过所述脉冲电源系统对金属箔通入脉冲电流，在所述冲击波和能量的作用下所述待加工金属工件向模具的开孔区域发生变形而被剪切。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：固定约束结构；

所述固定约束结构包括上固定约束结构和下固定约束结构；

所述下固定约束结构的上表面放置所述金属箔；所述下固定约束结构与所述金属箔之间绝缘，保证金属箔与下固定约束结构之间不通过所述液体导电；

当所述装置不包括模具时，所述上固定约束结构的下表面与待加工金属工件的上表面接触；所述固定约束结构用于对金属箔和待加工金属工件进行固定；

当所述装置包括模具时，所述上固定约束结构的下表面与模具的上表面接触；所述固定约束结构用于对金属箔、待加工金属工件以及模具进行固定。

5.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述液体为：水、高锰酸钾溶液、过氧化氢溶液或添加可溶于水的催化剂后的水溶液。

6.一种利用金属箔通电爆炸冲击波对工件成形的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将金属箔处于可以与金属箔发生氧化还原反应的液体环境中；

待加工金属工件置于所述金属箔之上；所述待加工金属工件部分处于液体环境中，所述待加工金属工件与金属箔之间绝缘，保证金属箔与待加工金属工件之间不通过所述液体导电；

对金属箔通入脉冲电流，所述金属箔在脉冲电流的作用下爆炸产生剧烈的冲击波，且所述金属箔爆炸过程中与所述液体环境内的液体发生氧化还原反应释放大量能量，在所述冲击波和能量的作用下所述待加工金属工件产生机械响应而被加工成形；所述待加工金属工件具体包括：第一金属板、环氧垫块以及第二金属板；将所述第一金属板和第二金属板用耐高温的绝缘胶带绑定，所述环氧垫块置于第一金属板和第二金属板之间；将所述第一金属板置于金属箔之上，对金属箔通入脉冲电流，在所述冲击波和能量的作用下所述第一金属板和第二金属板高速碰撞焊接；所述第一金属板的部分处于液体环境中，所述第一金属板与金属箔之间绝缘。