爆炸成形的原理及应用

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爆炸成形

爆炸成形

爆炸成形的原理
爆炸成形是利用炸药的爆炸能量使金属加 工成一定的形状。爆炸成形时,爆炸物质 的化学能在极短时间内转化为周围介质(空 气或水)中的高压冲击波,并以脉冲波的形 式作用于坯料,使其产生塑性变形并以一 定速度贴模,完成成形过程。冲击波对坯 料的作用时间为微秒级,仅占坯料变形时 间的一小部分。这种高速变形条件,使爆 炸成形的变形机理及过程与常规冲压加工 有着根本性的差别。
爆炸成形的分类
1.根据爆炸装药与加工对象的相对位置不同,通常 把金属爆炸加工分为两种基本类型: (1)接触爆炸加工:加工时装药与被加工的对象 直接接触; (2)隔离爆炸加工:加工时装药与被加工的对象 相隔一定的距离,此间隔距离内的介质可能是空 气、水、油和砂等,装药爆炸产生的能量通过这 些中间介质传递到被加工的对象上。
爆炸成形的应用
金属爆炸成型的范围主要包括成形、校形、胀形、翻边、 雕刻、压绞、粉末压制成形、焊接、表面硬化和切割等
爆炸焊接技术的应用 : (1)生产各种复合材料,例如不同金属组台的复 合板材、带材、管材或棒材等 (2)连接技术应用于各种制造业中 ,例如各种列 管式交换器中管与管板的爆炸焊接,造船业中铝 上层建筑与钢甲板的连接等
爆炸压制机理即能量与压坯密度的关系式:
β,γ— 粉末特性常数; E — 单位体积粉末的压制能; DT — 粉末材料的理论密度; Dc— 压坯的密度; △D = DT一DI ; DI— 原始粉末的松装密度
爆炸成形的特点
1.工艺优点
(1).可在室温下进行压实,压实密度接近理论密度; (2).可在低于一般烧结温度下进行热压实,使压实 件具有超细晶粒结构或非平衡结构等; (3).能压制各种粉末组合,而没有组成相之间的相 互作用。
பைடு நூலகம்

爆炸成型弹丸简介及其成形性能研究

爆炸成型弹丸简介及其成形性能研究

爆炸成型弹丸简介及其成型性能研究一. 引言聚能装药战斗部主要用来贯穿和破坏某些特殊的目标,如车辆、指挥所等典型结构。

对目标的破坏是借助于高速弹丸贯穿体在目标相当小的面积上沉积大量动能来实现的。

战斗部主要由金属药型罩、壳体、炸药装药和起爆序列组成.装药爆炸后,爆炸产物产生足够的压力加速大锥角药型罩,从顶部发生翻转,形成高速弹丸,简称EFP。

爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile)简称EFP,又称自锻破片,是通过金属药型罩的塑性变形而形成的依靠炸药化学能转变而得来的动能侵彻目标的类似弹丸的高速侵彻体。

与普通破甲弹相比,爆炸成型弹丸有以下优点:(1)对炸高不敏感。

普通破甲弹对炸高敏感,炸高在2~5倍弹径时破甲效果较好,而炸高10倍弹径以上时破甲效果明显降低。

由于爆炸成型弹丸爆炸形成的是弹丸,不像射流容易拉长或断裂,所以对炸高不敏感,在几十倍弹径的炸高下仍能有效作用。

(2)反应装甲对它的干扰小。

反应装甲对射流破甲弹有致命威胁,其爆炸后形成的破片切割了射流,从而使破甲效果大幅度下降。

爆炸成型弹丸爆炸后形成的弹丸长度较短,反应装甲被其撞击有可能不被引爆,即使引爆,形成的破片也作用不到弹丸上,因而对其侵彻效果的干扰小。

(3)侵彻后效大。

破甲射流在侵彻装甲后只剩少量射流进入坦克内部,破坏作用有限。

爆炸成型弹丸不仅大部分进入坦克内部,同时坦克装甲在受到弹丸撞击时大量崩落,也形成有破坏作用的破片。

影响EFP成型性能的因素很多,如:炸药的爆压、爆速,药型罩材料的密度,药形罩几何形状、厚度,隔板的形状等都对EFP成形性能以及侵彻性能有着很大影响.因而研究这些参数对EFP 成型性能的影响对于EFP战斗部的设计而言是很重要的。

二. 爆炸成型弹丸成型性能影响因素研究聚能装药结构设计影响因素很多,如起爆系统及其起爆位置;高能炸药的质量、安全可靠性及其爆轰性能;壳体的材料与制造工艺;药型罩密度、对称性、强度及延展性等.根据聚能装药的使用目的,经数次试验及对穿孔效果的分析,总结出如下的聚能装药结构。

爆炸成形

爆炸成形
• 良好的爆炸成形弹丸要求药型罩材料具有 高的动态延展性、高密度及细晶粒结构、 形成完整的弹丸
• 所以,采用铁铜(应用最广),银,钽 (tan),铀 (you,放射),或者它们的 合金等
谢谢观赏
爆炸成形特近理论
密度 • 可在低于一般烧结温度下进行热压实,使
压实件具有超细晶粒结构或非平衡结构等 • 能压制各种粉末组合,而没有组成相之间
的相互作用
工艺参数选择
• 爆炸成形常用的炸药有梯恩梯(TNT)、黑 索金(RDX)、泰安(PETN)、特区儿等。
3.药量
药量的正确选择对爆炸成形非常重要。药 量过小将使变形无法完成;药量过大将使 零件破坏甚至损坏模具。 目前采用的方法是经验估计,先初步估算, 然后逐步加大药量来确定最合适的药量。
应用
• 常用于爆炸焊接(复合材料、原材料广、 运用广)、表面强化、管件结构的装配、 粉末压制等方面
典型应用
反坦克武器:1939~1945年的战争中,
爆炸成形
主要内容
• 概述 • 成型过程 • 工艺参数选择 • 应用
概述
• 定义:爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬 间释放出巨大的化学能对金属坯料进行加 工的高能率成形方法
• 常用领域:其目前主要用于板材的拉深、 胀形、校形等成型工艺。
此外还常用于爆炸焊接、表面强化、管件 结构的装配、粉末压制等方面。
常用成形工艺示意图
• 爆炸拉深
• 爆炸胀形
变形简析
• 上述两幅图,在爆炸中心周围一定距离上, 冲击波压力是时间的函数。当冲击波与成 形毛坯接触时,由于冲击波压力大大超过 毛坯塑性变形抗力,毛坯开始运动并以很 大的加速度积聚自己的运动速度。冲击波 压力很快降低,当其值降低到等于毛坯变 形抗力时,毛坯位移速度达到最大值。这 时,毛坯在冲击波停止作用后仍能继续变 形,直到成型过程结束。

爆炸成型弹丸简介及其成形性能研究

爆炸成型弹丸简介及其成形性能研究

爆炸成型弹丸简介及其成型性能研究一. 引言聚能装药战斗部主要用来贯穿和破坏某些特殊的目标,如车辆、指挥所等典型结构。

对目标的破坏是借助于高速弹丸贯穿体在目标相当小的面积上沉积大量动能来实现的。

战斗部主要由金属药型罩、壳体、炸药装药和起爆序列组成.装药爆炸后,爆炸产物产生足够的压力加速大锥角药型罩,从顶部发生翻转,形成高速弹丸,简称EFP。

爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile)简称EFP,又称自锻破片,是通过金属药型罩的塑性变形而形成的依靠炸药化学能转变而得来的动能侵彻目标的类似弹丸的高速侵彻体。

与普通破甲弹相比,爆炸成型弹丸有以下优点:(1)对炸高不敏感。

普通破甲弹对炸高敏感,炸高在2~5倍弹径时破甲效果较好,而炸高10倍弹径以上时破甲效果明显降低。

由于爆炸成型弹丸爆炸形成的是弹丸,不像射流容易拉长或断裂,所以对炸高不敏感,在几十倍弹径的炸高下仍能有效作用。

(2)反应装甲对它的干扰小。

反应装甲对射流破甲弹有致命威胁,其爆炸后形成的破片切割了射流,从而使破甲效果大幅度下降。

爆炸成型弹丸爆炸后形成的弹丸长度较短,反应装甲被其撞击有可能不被引爆,即使引爆,形成的破片也作用不到弹丸上,因而对其侵彻效果的干扰小。

(3)侵彻后效大。

破甲射流在侵彻装甲后只剩少量射流进入坦克内部,破坏作用有限。

爆炸成型弹丸不仅大部分进入坦克内部,同时坦克装甲在受到弹丸撞击时大量崩落,也形成有破坏作用的破片。

影响EFP成型性能的因素很多,如:炸药的爆压、爆速,药型罩材料的密度,药形罩几何形状、厚度,隔板的形状等都对EFP成形性能以及侵彻性能有着很大影响.因而研究这些参数对EFP 成型性能的影响对于EFP战斗部的设计而言是很重要的。

二. 爆炸成型弹丸成型性能影响因素研究聚能装药结构设计影响因素很多,如起爆系统及其起爆位置;高能炸药的质量、安全可靠性及其爆轰性能;壳体的材料与制造工艺;药型罩密度、对称性、强度及延展性等.根据聚能装药的使用目的,经数次试验及对穿孔效果的分析,总结出如下的聚能装药结构。

爆炸轧制法 -回复

爆炸轧制法 -回复

爆炸轧制法-回复什么是爆炸轧制法?爆炸轧制法(Explosion Cladding)是一种常用的金属复合材料制备技术,利用爆炸冲击波将两种或多种基材通过塑性变形结合在一起。

这种方法可以在不使用任何焊接材料的情况下,将金属板难以结合的特点,利用金属之间的密接结合来达到更高的强度和性能。

爆炸轧制法的工作原理是,先将待复合的金属板适当加热,使其达到一定的塑性,然后将两张金属板叠放在一起,一般为奇数层。

接下来,采用爆炸冲击波的力量,将两种金属板迅速击打在一起。

在爆炸发生的瞬间,金属板表面的物质将被瞬间加速,形成高速的冲击击波,进而产生极高的应变率。

这种应变率可以迅速将金属板的表面氧化物剥落,使金属之间形成紧密结合。

最后,金属板会经过冲击波的应力传递及高温条件下的塑性变形,产生永久性的冷变形,即金属板的相互扭曲和变形。

这种扭曲和变形会在金属板的表面形成密接的结合。

爆炸轧制法的优点之一是,可以在不同种类的金属之间实现复合,如不锈钢与铝合金、铜合金与钛合金等。

这种复合材料可以综合利用不同金属的性能,同时减少材料的使用成本。

另外,爆炸轧制法制备的复合材料强度高、耐腐蚀性好,能够满足特殊工况下的使用要求。

爆炸轧制法的应用范围十分广泛。

在航空航天、核工业、化工领域中,复合材料的使用非常广泛。

特别是在船舶制造中,常用爆炸轧制法来制备船体板,提高船舶的抗爆炸性能。

此外,在能源行业中,爆炸轧制法常被用于制备核反应堆燃料元件和石油化工压力容器等高强度要求的设备。

而在汽车制造领域,爆炸轧制法可以用于制备汽车冷却器、发动机缸套等零部件。

然而,爆炸轧制法也存在一些局限性。

首先,制备过程中,需要满足一定的安全要求。

因为爆炸冲击波产生的能量非常巨大,若控制不当可能引发严重安全事故。

其次,爆炸轧制法仅适用于金属的复合制备,不适用于非金属材料的复合制备。

总的来说,爆炸轧制法作为一种重要的金属复合材料制备技术,具有制备成本低、强度高、耐腐蚀性好等优点,因此在各个领域中得到广泛的应用。

成型装药原理及其应用

成型装药原理及其应用

成型装药原理及其应用成型装药是一种炸药应用和生产中常见的工艺方法,通过将化学炸药原料与适当的添加剂进行混合、压制成型,并在合适的条件下使其固化成为形状和密度均匀的装药。

成型装药广泛应用于国防、军工、煤矿、建筑等领域,成型装药的制备对于保障国家安全和经济发展起着重要作用。

本文将从成型装药的原理、工艺和应用等方面展开,对成型装药进行全面的介绍。

一、成型装药的原理成型装药是将炸药原料粉末按一定的比例混合,并通过一定的工艺方法使其固化成一定形状的装药。

其主要原理包括如下几个方面:1. 混合原理:炸药原料粉末需要按照一定的配方比例进行混合,以保证成型后的装药具有一定的爆炸性能和稳定性。

混合原理旨在使炸药混合均匀,消除局部过多或过少的成分,确保装药性能稳定。

2. 压制成型原理:混合好的炸药原料粉末需要通过一定的压制成型工艺,使其在一定的压力下成为一定形状的装药。

压制成型原理是利用机械压力将炸药原料粉末挤压成一定形状,增加装药的密度和稳定性。

3. 固化原理:经过压制成型后的炸药原料粉末需要在适当的温度和时间条件下进行固化,使其形成稳定的装药。

固化原理是通过热或化学反应使炸药原料粉末相互结合,形成一定的结构,以提高装药的稳定性和爆炸性能。

二、成型装药的工艺成型装药的工艺包括混合、压制和固化等环节,每个环节都需要严格控制工艺条件,以确保成型装药的质量和稳定性。

1. 混合工艺:混合工艺是将炸药原料粉末按一定的比例进行混合的过程,可以采用机械混合或化学混合的方法。

混合过程需要控制混合时间、速度和温度等参数,以确保炸药原料混合均匀。

2. 压制工艺:压制工艺是将混合好的炸药原料粉末通过一定的压制机器进行压制成型的过程,可以采用单向压制或双向压制的方法。

压制工艺需要控制压力、温度和速度等参数,以确保装药成型牢固。

3. 固化工艺:固化工艺是将经过压制成型的装药放置在适当的条件下,使其固化成为稳定的装药的过程。

固化工艺需要控制温度、湿度和时间等参数,以确保装药固化均匀、稳定。

爆炸成型

爆炸成型
一位研究反坦克地雷的德国军械工程师 Scharidn发明了一种带炸药装药的反坦克地 雷,它不是利用空心装药战斗部用的锥形 药型罩来起爆,而是采用微凹的重金属板, 板的空心面朝向目标。在爆炸力的作用下, 板以高速向前冲击,被爆炸威力拉直,可 侵彻坦克装甲。
典型应用
• 爆炸成形弹丸
弹丸药罩材料
药包形状选择总结
2.药位
药位是指药包中心至坯料表面的距离。它 对工件成形质量影响极大,药位过低导致 坯料中心部分变形大、变薄严重;过高的 药位,必须靠增加药量弥补成形力能的不 足。生产中常用相对药位R/D(D是凹模口 的直径)的概念。 短圆柱形、球形、锥形药包:R/D=0.2~0.5 环形药包:R/D=0.2~0.3
爆炸成形
主要内容
• • • • 概述 成型过程 工艺参Байду номын сангаас选择 应用
概述
• 定义:爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬 间释放出巨大的化学能对金属坯料进行加 工的高能率成形方法
• 常用领域:其目前主要用于板材的拉深、 胀形、校形等成型工艺。 此外还常用于爆炸焊接、表面强化、管件 结构的装配、粉末压制等方面。
成形过程
• 原理:爆炸成形时,爆炸物质的化学能在 极短时间内转化为周围介质(空气或水) 中的高压冲击波,并以脉冲波的形式作用 于坯料,使其产生塑性变形并以一定速度 贴膜,完成成形过程。 冲击波对坯料的作用时间为微秒级,仅占 坯料变形时间的一小部分。这种高速变形 条件,使爆炸成形的变形机理及过程与常 规的冲压加工有着根本性的差别。
爆炸成形特点
工艺优点 • 可在室温下进行压实,压实密度接近理论 密度 • 可在低于一般烧结温度下进行热压实,使 压实件具有超细晶粒结构或非平衡结构等 • 能压制各种粉末组合,而没有组成相之间 的相互作用

爆炸加工

爆炸加工

爆炸加工爆炸加工是指以炸药(或火药和可燃气体)为能源把金属毛坯加工成型或焊接在一起的加工工艺。

爆炸加工过程是炸药化学能转化为机械能的过程。

常用的炸药为TNT、硝铵炸药、导爆索和塑料(或橡胶)炸药等。

由于炸药爆炸是快速过程,所以与常规加工方法(例如液压、冲压)相比,爆炸加工具有压力大、变形速度大、加工时间短,因而功率亦大等特点,所以是一种高能率加工方法。

金属爆炸加工引人注目之处在于:能源不受限制,设备投资少,应用非常广泛。

譬如,可以把炸药作成各种形状,以适应待成形零件轮廓所需要的爆炸压力分布。

可以方便地改变炸药的放置位置或选用不同品种的炸药将压强从几千兆帕降低到一般压力加工的数值。

如果要求增大能量,只须增加炸药量即可。

lkg炸药爆炸时具有兆牛级落锤的功率或相当于4000kJ电容器的功率,而它的成本却较低。

爆炸加工需要一定的专业技术,是有一定危险的工作。

高能炸药释放出的能量不够稳定,它所产生的压力与装药密度成正比,因此,必须仔细地控制装药密度。

此外这种加工方式受工作条件的限制,难以实现自动化和机械化操作。

金属爆炸成形以炸药为能源通过空气或其他介质如水、砂等,将爆炸能作用在金属坯料上,使之成为所需形状的零件。

但除制作个别特殊部件外,此工艺已大部被冲压成形所取代。

金属爆炸加工利用炸药爆炸时瞬间释放的能量进行金属加工的方法。

金属爆炸加工包括金属爆炸成形、金属爆炸焊接及复合、粉末爆炸成形和爆炸硬化等。

人们对用炸药加工金属零件的工艺过程的认识已有近百年的历史。

1895年英国公布了自行车制造中爆炸胀形管件的专利。

1905年美国索尔公司开始用爆炸成形小批量生产蒙乃尔叶壳。

1909年美国公布了有关爆炸雕刻的资料。

第二次世界大战前,法国人采用爆炸成形工艺制造了大炮防护板。

20世纪30~50年代,研究者发现在爆炸载荷的作用下,金属的微观组织发生了变化,如铁中形成冲击孪晶,并对炸药在水下和空气中爆炸时的传播效应进行了研究,同时开发了一些试验方法。

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爆炸成形的原理及应用摘要:对爆炸成型产生的历史背景做了简单的回顾,对研制和应用现状作了简单的介绍。

并对今后的发展方向,尤其是在新材料合成方面的重要作用做了简单的分析。

关键词:爆炸成型爆炸合成爆炸焊接爆炸成型的发展历史:爆炸是能量在极短时同内的快速释放。

爆炸包括物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。

利用可控爆炸从事的某些加工作业叫爆炸成型。

这里所谓“爆炸成型”是指利用化学爆炸所进行的加工。

爆炸成型的历史可以追朔到l9世纪末期。

1876年英国工程师Adamson利用火药棉爆炸研究铁板和钢板承受冲击力时的行为,1888年美国化学家Charles Munroe利用火药棉接触爆炸,借助镂花模板和钢丝网模块在金属表面雕刻图案,都是人类早期从事爆炸成型的实例。

20世纪初以后,人们对此也做过许多有益尝试,但是爆炸成型作为一门独立的技术手段应用于生产实践之中还是从本世纪50年代开始。

一方面,在两次世界大战中由于军事应用的需要,人们在爆炸理论、爆炸技术、爆炸效应、材料对爆炸载荷的响应等方面的研究以及对毫秒级甚至微秒级瞬变过程探测和观察手段的建立中,为爆炸成型奠定了坚实的理论和实验基础;另一方面,经历两次世界大战后的世界进入了两极对峙的冷战时期,疯狂的军备竞赛导致诸如原子能、航天等许多尖端军工产业的出现,这些新兴的军工企业往往要求加工许多形状奇特而复杂的零部件,生产批量小,要求精度高,传统的机加手段和设备无力进行加工。

一些军工企业为了自身的需要开始把注意力转移到利用受控爆炸进行某些特殊加工作业上来。

开始是试验性的,后经推广应用,逐渐形成一批专业企业的部门专门从事爆炸成型作业或技术研究工作。

六、七十年代,爆炸成型技术的研究和推广应用成为世界科技界关注的一个热点,从1967年到1981年世界范围的国际高能率加工(碰小Energy Rate Fabizieation)会议就召开了七次,其它小型的专业研讨会、交流会不胜枚举,使爆炸成型技术越来越完善,应用越来越广泛。

爆炸成形的原理:爆炸成形是利用炸药的爆炸能量使金属加工成一定的形状。

它是金属爆炸成型的一种重要类别。

金属的爆炸成型是利用炸药作为能源来加工金属。

目前,金属爆炸成型的范围主要包括成形、校形、胀形、翻边、雕刻、压绞、粉末压制成形、焊接、表面硬化和切割等。

在金属爆炸成型领域中应用的爆炸是一种在一定条件下的受控爆炸,它具有独特的理论和工程条件。

根据爆炸装药与加工对象的相对位置不同,通常把金属爆炸成型分为两种基本类型:1、接触爆炸成型:加工时装药与被加工的对象直接接触;2、隔离爆炸成型:加工时装药与被加工的对象相隔一定的距离,此间隔距离内的介质可能是空气、水、油和砂等,装药爆炸产生的能量通过这些中间介质传递到被加工的对象上。

这两种爆炸成型方法作用在加工工件上的作用力差别很大,因此,造成工件材料的性状变化也很不同。

接触爆炸时工件上所受的压力很大,通常达几千万千帕;隔离爆炸时工件上所受的压力要小得多,通常为几万千帕。

接触爆炸成型目前已采用的主要有爆炸焊接、爆炸切割、表面硬化和粉末爆炸压制成型等;隔离爆炸成型目前已采用的主要有爆炸成形和爆炸校形。

爆炸成型的应用特点是:1、适合于小批量、大型且形状复杂的产品的生产(如导弹及飞机的某些部件);特别是零件尺寸及所需压力超过现有压力机的能力时。

2、由难以加工材料(如高强度耐热金属)所制造的零件。

3、在大型零件上可以保证严格的制造公差,和冲床成形相比,可获得较高的表面光洁度。

4、可充分利用金属的延伸性,省略了机械成形时所要求的中间退火工序。

5、可调整工件整个表面上的爆炸压力分布,避免机械成形时可能产生的局部应力集中现象。

6、实现某些机械方法难以达到的加工手段(如复杂大型零件、粉末压制成型、硬化加工、可控切割等)。

7、需建立爆炸场地、训练有关爆破技术人员。

8、存在爆炸噪声等安全问题。

总之,决定是否采用爆炸成型方法主要考虑爆炸成型方法的唯一性和经济性。

爆炸成型的应用:广义的爆炸成型包括爆炸胀形、爆炸拉伸、爆炸、校形、爆炸雕刻等。

构成爆炸成形装置主要有四个部分:炸药、成形工件、成形模具和传压介质。

几种典型的爆炸成形装置示于图1中。

爆炸焊接是迄今为止在许多工业部门获得最广泛应用的一种爆炸成型技术,也是迄今为止把两种或多种金属组合大面积地复合在一起的最有效的技术手段。

爆炸复合的面积少则几平方米。

多则十几甚至几十平方米,复合率一般都在95%以上,复合界面的结合强度一般大于母材中强度较弱的那种材料本身的强度。

爆炸焊接速度很快,一般在几微秒内完成,因此基本上不改变母材的整体性能。

爆炸焊接属固相焊接,界面很少熔化,因此爆炸焊接的材料可以经受各种冷热加工。

爆炸焊接的另一重要特点是材料适用面广。

根据不同的需要。

可以设计各种不同的爆炸焊接装置。

图2是几种典型的实验装置草图。

其中包括平面爆炸复台(图2(a)),柱面爆炸复合(图2(b))和管与管板的爆炸焊接(图2(c))等。

爆炸焊接技术的应用可以分为两个方面。

一是用来生产各种复合材料,例如不同金属组台的复合板材、带材、管材或棒材等,主要用于制造各种压力容器、贮罐、反应釜以及各种煞车片、双金属轴套和电解电极等。

这类应用主要采用图2(a)或图2(b)所示装置。

二是作为连接技术应用于各种制造业中,例如:各种列管式交换器中管与管板的爆炸焊接,造船业中铝上层建筑与钢甲板的连接等。

因此爆炸焊接技术在石油、化工、轻工、电子、电力、造船、航空、航天、原子能等许多工业部门都有广泛的应用。

在爆炸成型诸项内容中最具发展潜力的是爆炸压实技术。

主要是宇航部门和原子能工业要求用压制成高密度的粉末材料来制造一些特殊的零部件。

爆炸压实不仅可以把松散的粉末材料压实到其理论密度的90%以上,而且可以把用传统工艺不能压制的金属、陶瓷材料以及低延展性金属等压制成高强度复合材料。

当前爆炸压实技术的应用已经不仅仅是用来制取高密度粉状材料,而且更重要、更有前途的是用来合成新材料和对粉末材料的冲击活化和改性。

爆炸产生的高温高压能使物质只有在高温高压下才存在的亚稳相显现出来,从而获得在常温常压下得不到的物相。

另一方面,爆炸产生的高温高压能有效改变原子间的距离和原子外层电子云的状态,从而实现某些常规条件下不能实现的化学反应,因而能够合成各种具有特殊结构和性能的新材料。

目前,国内外爆炸合成的新材料品种很多,其中包括纳米级材料、高温超导材料、金属间化舍物、精细陶瓷和各种复合材料等,在不同的工业部门和许多高新技术产业获得越来越广泛的应用。

爆炸产生的冲击渡在物质中的传播也可以产生神奇的效应。

爆炸可以使物质的颗粒尺寸变小,晶格畸变增加,从而产生大量的细观粒子和微观缺陷,因而反应活性大大提高。

例如:氧化钛粉末经冲击活化后催化活性提高约两个数量级,铁酸锌催化剂经冲击波处理后,在乙醇和硫化氢水溶液脱氢反应的催化活性明显增强,脱氢速率大大提高。

再如氮化铝粉末经过冲击波处理后烧结活性明显增强,不仅使烧结温度显著降低,而且烧结后的热压成型密度可达到其结晶密度97%。

爆炸成型的特点及发展趋势:由上述介绍我们可以看到爆炸成型与其它加工手段相比有如下几个特点。

首先是高能率。

一般说来,1g炸药爆炸所释放的能量达数千焦耳,而炸药爆炸的时间在微秒量级,如此之高的能量在如此之短的时问内释放出来,因此是一个高能率过程。

爆炸产生的压力一般在十几吉帕,温度高达数千度,这样的高温高压条件是一般手段难以达到的,而在这样的高温高压条件下,物质的性态和变化都与常规条件下不同,了解和认识物质在爆炸产生的高温高压条件下所发生的现象和规律,从而为建立新工艺、合成新材料寻找新的技术途径,这正是爆炸成型的一个研究目标。

爆炸成型的另一个特点是高效益。

由于爆炸产生的压力很高,时间很短,因此爆炸成型的速率很快,效率很高;爆炸成型一般不需要复杂的大型设备,还可以节省阳模;爆炸复合可以节省大量稀有贵重金属;爆炸硬化可以显著延长工件使用寿命;用爆炸合成的wBN微粉制成的切削刀具,其使用寿命比硬质舍金刀具提高l0倍,磨损率降低l0一20倍,还能以车代磨,提高工效2一l0倍;至于爆炸合成的纳米级材料、高温超导材料、精细陶瓷和其它复合材料,在许多新兴的高新技术产业中有着广泛的应用前景,其经济和社会效益无法估量。

在当今世界正在兴起的新产业革命中,新材料是其重要内容之一。

而在新材料的制备上,爆炸成型有着传统加工工艺无法取代的重要作用和巨大潜力。

爆炸成型的另一个特点是高科技。

爆炸产生的高温、高压是实现爆炸成型的动力和条件,而材料在高温、高压下的不同响应则是产生爆炸成型各种神奇效果的直接原因。

爆炸成型实际上是一个多学科相互交叉、相互渗透的高科技技术产业,未来有很广阔的前景。

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爆炸技术及其应用,1996.24—276 布拉齐恩斯基爆炸焊接、成形与压制.李富勤,吴伯清译北京:机械工业出版社,19887 拉兹金属爆炸加工的原理与实践.张铁生等译北京:国防工业出版社,19818 郑哲敏等爆炸加工北京:国防工业出版社,1981。

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