一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板及其制作方法与流程

本发明涉及爆炸复合板的技术领域，具体涉及一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板及其制作方法。

背景技术：

爆炸复合板即采用爆炸复合法(爆炸焊接法)生产的金属复合板。爆炸复合板的应用性能十分优良，可以经受冷、热加工而不改变组合材料的厚度，比复合材料的结合强度很高，通常高于组合材料较低的一方，这是其它技术无法达到的。爆炸复合法生产的复合材料已经广泛应用于石油、化工、造船、电子、电力、冶金、机械、航空航天、原子能等工业领域。

爆炸复合板采用中空结构，可以充分发挥两种金属板的各自的优良性能。比如以碳钢为基板，单面或多面以贵重金属为复层的双金属高效节能新型复合材料，经过爆炸焊接的特殊加工工艺复合而成，既具有贵重金属的耐腐蚀性、耐磨性，又具有碳钢良好的成型性、延伸性、导热性；中空通道的制作是该中空结构复合板的难点。若爆炸复合后再加工中空通道，尤其中空结构在两种金属的交界面时，其强度和密闭性不好保证，中空通道的制作是其中的难点，中空通道要想达到理想效果，保证其耐高冲击热、耐高强度以及密封性，制作方法至关重要。

本发明提出利用剪切增稠液的方法制作具有中空结构的爆炸复合板。剪切增稠液是21世纪初在美英兴起并在中国进一步发展的一种新型防护材料，剪切增稠液中自由悬浮着许多特殊粒子，他所包含的纳米球形颗粒是自然界中最坚硬的非金属材料之一。剪切增稠液是一种性能独特的悬浮液材料，高速冲击下表观粘度发生巨大变化，甚至由液态转变为类固态，冲击撤销后又能迅速恢复，这种可逆的剪切增稠特性使其在抗冲击防护设备等领域具有广阔的应用前景。本发明利用剪切增稠液在高冲击下凝固，撤去冲击又变成液态的这个特点，将其加入预制基板或覆板的槽中，爆炸复合时，剪切增稠液变成固态，起到支撑作用，减少爆炸复合边界效应的作用，爆炸复合后，剪切增稠液又变成液态，从复合板中流出，从而在复合板中形成密闭的中空结构。

在已公开发表的文献、专利、资料中，尚未查阅到由剪切增稠液制作的具有中空结构的爆炸复合板。

技术实现要素：

本发明利用剪切增稠液在高速冲击加载时凝固，卸载后又变成液态的特点，将其填充预制基板或覆板空隙，爆炸复合时，剪切增稠液变成固态，起到支撑作用，爆炸复合后，剪切增稠剂又变成液态，从复合板中流出，从而在复合板中形成密闭的中空结构。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提出本发明提出一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板，包括基板、覆板和中孔通道，将基板或覆板根据需要开槽，将槽中充满剪切增稠液，将基板、覆板连同剪切增稠液放入爆炸场内进行爆炸复合，将槽的两端分别打孔，将剪切增稠液倒出复合板，槽的形状可以是方形也可以是圆孔形，或者是拱形。

本发明提出一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，将爆炸复合板的基板或覆板进行预处理，即在基板或覆板上开中空通道，在中空通道中加入剪切增稠液，爆炸复合后，形成密闭的充满剪切增稠液的中空通道，然后将复合板上打孔，放出剪切增稠液，从而形成密封性、强度都很好的具有中空通道的爆炸复合板。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，爆炸复合前开的中空通道，可以在基板上开，可以在覆板上开，也可以根据需要同时在基板和覆板上开槽或开孔，根据需要，可以开成方形槽，也可以开成圆孔。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，在基板或覆板开好槽，可用相应尺寸的塑料管(袋)装满剪切增稠液，放入槽内，边上涂上环氧树脂固定住。将其表面处理干净，以免影响基板与覆板的爆炸复合。剪切增稠液中自由悬浮着许多特殊粒子，当液体因为剧烈冲击而被搅乱时，其中的特殊粒子相互碰撞，形成了对这种搅动的抵抗力。当覆板高速撞击基板时，同时撞击这种剪切增稠液，从而剪切增稠液就会吸引撞击能量，迅速变得极其坚硬，起到支撑作用，同时降低爆炸复合时的边界效应，当撞击消失后，剪切增稠液又恢复液态。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，爆炸复合后，将复合板上打孔，使剪切增稠液流出，形成具有中空结构的复合板。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，基板、覆板不受何种材料的限制，只要能进行爆炸复合加工的金属，都可采用该方法制作具有中空结构的爆炸复合板。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，所述炸药对品种、爆速无特别要求，无论单质、混合炸药，还是低爆速、高爆速炸药均可实现复合。

如上所述一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板的制作方法，该方法包括如下步骤：

步骤(1)对基板覆板进行预处理。在基板或覆板上开槽。

步骤(2)将基板或覆板的槽中加入剪切增稠液。

步骤(3)将基板、覆板表面处理干净，放入爆炸场进行爆炸复合。

步骤(4)将覆板或基板的一端打孔，使剪切增稠液流出复合板，形成具有中空结构的爆炸复合板。

本发明的原理在于：利用“剪切增稠液在高应变率下呈凝固态，应力释放后又返回液态”的特点，将其加入预制基板或覆板的槽中，爆炸复合时，剪切增稠液变成固态，起到支撑，减少爆炸复合边界效应的作用，爆炸复合后，剪切增稠液又变成液态，从复合板中流出，从而形成具有密闭中空结构的爆炸复合板。

与现有技术相比，本发明所具备的优异性和显著特点在于：

(1)对复合板进行预先处理，使爆炸复合后形成密封的中空结构，减少开口，减少创面，使复合板的中空结构有更好的强度和密封性。

(2)本发明采用爆炸复合制作复合板，金属板的材质和尺寸不受限制。物理性能差异较大的金属板以及大面积金属板均可实现较好的复合，结合面强度高。

(3)爆炸复合技术比较成熟，焊接强度能够保证，节约成本，简单易行。

(4)覆板、基板材料不受限制，具有很好的通用性。

附图说明

图1为基板开槽结构示意图。

图2为基板加入剪切增稠液示意图。

图3为爆炸复合装置示意图。

其中，1-基板；2-覆板；3-剪切增稠液；4-炸药；5-雷管；6-间隙支撑；7-槽(中空通道)。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本发明提出一种自硬化填充式中空结构爆炸复合板，包括基板1、覆板2和槽(中空通道)7，此外还有槽两端的入口和出口。基板1和覆板2通过爆炸复合的方式紧密相连。槽(中空通道)7是预先在不锈钢基板上开好的槽(或开在覆板上)，该槽可以在基板中，也可以在覆板中，也可以跨越基板和覆板的交界面。槽的形状可以是方形、圆孔或拱形。如图1，方形槽开在基板上，中空通道就在基板上。爆炸复合后，形成槽中充满剪切增稠液的密封的爆炸复合板。将复合板上对应槽的两端开口，倒出剪切增稠液，即是含有中空结构的爆炸复合板。

实施例2：

步骤(1)爆炸焊接法制作铬锆铜-不锈钢复合板。基板1采用不锈钢，不锈钢尺寸为400mm×300mm×16mm，覆板2采用铬锆铜550mm×320mm×7mm。在不锈钢基板上的槽7开成方形槽，槽深18mm，宽度12mm。如图1所示；

步骤(2)在截面尺寸为17mm×11mm的方形塑料管内填充剪切增稠液3，然后放入基板不锈钢的槽中，用环氧树脂固定。如图2所示；

步骤(3)将基板、覆板表面处理干净，使方形槽空余部分用环氧树脂填平。放入爆炸复合场进行爆炸复合，爆炸复合采用炸药4为由蜂窝铝装填的粉状乳化炸药，在炸药的一端插入雷管5，如图3所示；

步骤(4)爆炸复合后，将复合板多余部分切除，在方形槽的两端打孔，使剪切增稠液从槽中流出。该中空结构耐高温，耐冲击，密闭性好，只要加热，残留的方形塑料管就能融化流出方形槽，从而形成具有中空结构的复合板。

实施例3：

步骤(1)爆炸焊接法制作铝-不锈钢复合板。基板1采用不锈钢，不锈钢尺寸为500mm×300mm×14mm，覆板2采用铝550mm×320mm×8mm。在基板不锈钢上的槽7开成圆形槽，直径12mm。如图1所示；

步骤(2)将直径15mm×为11mm的圆形塑料袋装入剪切增稠液3，然后放入基板不锈钢的孔中，用环氧树脂固定。如图2所示；

步骤(3)将基板、覆板表面处理干净，使方形槽空余部分用环氧树脂填平。放入爆炸复合场进行爆炸复合，爆炸复合采用炸药4为由蜂窝铝装填的粉状乳化炸药，在炸药的一端插入雷管5，如图3所示；

步骤(4)爆炸复合后，将复合板多余的部分切除，在孔的两端打孔，使剪切增稠，从孔中流出。由于该中空结构耐高温，耐冲击，密闭性好，只要加热，残留的方形塑料管就能融化流出方形槽，从而形成具有中空结构的复合板。