[發明專利]圓錐形水下爆炸沖擊波壓實裝置

無效

• 申請號: 201410101523.5
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103862696A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉建湖;毛海斌;盛振新
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○二研究所
• 主分類號: B30B12/00
• 分類號: B30B12/00;B22F3/08
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 馮智文

技術領域

本發明涉及爆炸壓實制造技術領域，尤其是一種圓錐形水下爆炸沖擊波壓實裝置。

背景技術

國防事業和經濟建設的發展要求提供高密度、高性能的材料，而傳統的工藝對發展新材料的潛力已處于極限狀態，為了獲得高性能的新型材料，不得不尋求新的工藝方法，爆炸粉末壓實作為一種新的材料制造技術應運而生。

爆炸粉末壓實是利用炸藥爆轟產生的能量，以沖擊波的形式作用于金屬或非金屬粉末，使其在瞬態、高溫、高壓下發生壓實的一種材料加工或合成的新技術，實質上是多孔材料在沖擊波絕熱壓縮下發生高溫壓實原理的應用，是爆炸加工領域的第三代研究對象。作為一種高能率加工的新技術，爆炸粉末壓實具有作用時間短(一般為幾十微秒左右)、作用壓力大(可達0.1～100GPa)的特征，這使得它與常規的材料合成技術如超高壓低溫燒結、熱等靜壓燒結等相比，在材料科學的研究中有著其獨特的優點：

（1）具備高壓性，可以壓實得到接近理論密度的材料；

（2）具有快熔快冷性，有利于保持粉末的優異特性，尤其是針對急冷凝固法制備的微晶、非晶材料和亞穩態合金；

（3）在無需添加助劑的情況下產生壓實，從而有可能大大提高壓實體的工作溫度。

目前，采用的爆炸壓實裝置主要是鋼管爆炸壓實裝置，有兩種形式，一種是單管裝置，另外一種是雙管裝置。

單管爆炸壓實裝置，待壓實的粉末裝在封閉的金屬管中，外圍放上均勻的一層炸藥。炸藥從體系的一端沖擊產生收斂的圓柱波壓塌鋼管進而壓實粉末。其缺點為：在工作過程中，產生的收縮波不均勻，工藝參數難以精確控制。

雙管爆炸壓實裝置，單管外增加一層相距一定間隙的套管，套管的外圍是炸藥。炸藥驅動套管撞擊裝粉鋼管進而壓實粉末。相比之下，雙管爆炸壓實裝置有利于消除馬赫孔，還可以克服裝藥密度不均對壓實過程的影響。所以，雙管爆炸壓實裝置優于單管爆炸壓實裝置。

但是，上述單管和雙管爆炸壓實裝置均需要調節炸藥的爆速和裝藥密度，而調節炸藥參數不容易實現，造成成本的增加。另外，鋼管爆炸壓實裝置得到的坯料形態，其兩端形狀不規則，所以坯料的密度不均勻。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的圓錐形水下爆炸沖擊波壓實裝置，從而使所得坯料的密度均勻性好，無需調節炸藥的爆速和裝藥密度。

本發明所采用的技術方案如下：

一種圓錐形水下爆炸沖擊波壓實裝置，包括裝水漏斗，所述裝水漏斗上下端分別設置有臺階，所述裝水漏斗中部開有圓錐孔，所述圓錐孔內注水，位于裝水漏斗上端的臺階處卡接有裝藥管，所述裝藥管內放置炸藥，所述裝藥管的頂部卡接有蓋板，所述蓋板中部開小孔，所述小孔內安裝電雷管；位于裝水漏斗下端的臺階處卡接有裝水管，所述裝水管中部開有孔，所述孔內注水，所述裝水管底部開有凹槽，所述凹槽內配合卡接有裝粉管，所述裝粉管中部開有沉孔，所述沉孔內填充待壓實粉末。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述裝粉管沉孔內設置有過濾網；

所述裝粉管所開沉孔底部開有多個氣孔；

所述裝水漏斗的材料為低碳鋼，圓錐孔的大口徑在上，小口徑在下；

所述蓋板的材料為PVC；

所述裝粉管采用低碳鋼；

位于水和炸藥之間的接觸面上鋪有防水薄膜；

位于水和待壓實粉末之間的接觸面上鋪有防水薄膜。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明結構緊湊、合理，使用方便。

（2）壓力均勻。由于水作為傳壓介質，可以得到均勻的水下沖擊波壓力，能夠實現完整均勻的爆炸壓實。

（3）壓力和沖量調節范圍大。可以通過改變水的高度來調節沖擊波壓力大小，無需調節炸藥的爆速和裝藥密度等參數，容易實現，適用范圍廣，可用來壓實多種金屬或非金屬粉末。

（4）絕熱。炸藥爆炸會產生2000℃～4000℃的高溫，接觸爆炸壓實可能會破壞待壓實的粉末。而水具有較大的比熱容，水的溫度不會顯著上升，不會破壞粉末。

（5）壓實質量好。傳統爆炸壓實作用于粉末時，常常會導致壓實坯料的破裂，水下沖擊波的均勻性保證了壓實坯料不會由于應力集中而產生裂紋而影響壓實質量，適用于脆性材料。

（6）壓實壓力大。由于圓錐形漏斗對沖擊波的匯聚作用，能夠得到較大的沖擊波壓力，可以用來壓實較難壓實的粉末。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。