一种爆炸复合金属棒材的制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于复合金属材料制备技术领域，具体涉及一种爆炸复合法制备复合金属棒材的装置，特别适用于露天矿山进行爆破作业时制备爆炸复合不锈钢棒材。
【背景技术】
[0002]爆炸复合法是利用炸药爆炸产生的能量，在微秒级时间内使两块金属板在碰撞点产生高达16?17 /s的应变速率和14 MPa的高压，从而实现异种金属的焊接复合。
[0003]利用炸药爆炸瞬间产生的巨大能量实现同类或不同金属板材接合在一起制备而成，具有传统加工方法无法比拟的优点，具有操作过程简便、省时、省力和经济等特点，其最突出的优点是可以实现不同金属之间的高强度结合;采用爆炸焊接制造的复合材料不仅复合层间有高强度的贴合力，而且几乎所有的金属材料间都能实施复合，如不锈钢-钢复合棒材、钛-钢复合棒材、铜-钢复合棒材等。
[0004]与其他接合方法相比，爆炸复合具有接合强度较高，信赖度高，加工性优良的特点，由于是冷加工，材料的物理特性并不会发生改变，可生产多层复合材料。
[0005]目前，比较成熟的工艺是采用爆炸复合法生产金属复合板，其成形工艺是:将制备好的复板放置在基板之上，然后在复板上铺设一层炸药，利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能实现金属层间的固态冶金结合。
[0006]目前爆炸复合材料及爆炸合成材料均在露天裸露药包中进行，对加工场场地环境要求特殊，存在爆破冲击波和噪声难题。这些缺点大大提高了爆破复合材料的生产成本，限制了爆破复合材料的生产规模。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的，就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种爆炸复合金属棒材的制备装置，将该装置置于露天矿山台阶爆破大直径深孔中，可以充分利用炸药的爆炸能量，生产出爆炸复合金属棒材。
[0008]为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置采用的技术解决方案是:
[0009]本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置采用以下技术方案:
[0010]本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置为套管状结构，从里向外依次为:A金属材料实心棒、预留空气间隔、B金属材料管、保护层，其中A金属材料实心棒、B金属材料管为等尚设计。
[0011]所述的保护层为管状预制塑料制品，长度比A金属材料实心棒和B金属材料管长1cm?20cm，保护层的壁厚3mm?5mm。保护层将炸药与B金属材料管隔离开来，使其满足爆破安全规程相关要求;保护层在起爆后自动分解破碎。
[0012]所述管状预制塑料制品的底端为封闭状。
[0013]在管状预制塑料制品的上部与一根定位杆活动连接，定位杆上带有刻度。
[0014]所述的A金属材料实心棒采用圆形钢棒为佳，所述的B金属材料管采用不锈钢薄钢管为宜，A金属材料实心棒的直径为30mm?110mm，B金属材料管的壁厚为2mm?25mm，二者的长度为Im?2m。
[00?5] 所述的预留空气间隔的厚度为2mm?15mm。
[0016]当A金属材料实心棒的直径为30mm?50mm时，预留空气间隔的厚度为B金属材料管壁厚的40%?60%；当A金属材料实心棒的直径为90mm?11Omm时，预留空气间隔的厚度为2mm?5mm ο
[0017]本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置的使用方法为:
[0018]I)通过定位杆将本实用新型制备一种爆炸复合金属棒材的制备装置放入到露天矿台阶无水垂直炮孔的底部，采用固定架将该制备装置固定在炮孔底部的中间位置；
[0019]2)将炸药及起爆雷管状入到炮孔内，炸药装填在复合金属棒材制备装置的周围及上部，并采用炮泥封堵炮孔的上部;炮孔装入炸药之前，先将定位杆取出；
[0020]3)起爆炸药，在爆炸能量的挤压下，实现B金属材料管和A金属材料实心棒的复合，制备出外表部为B金属材料、内部为A金属材料的爆炸复合金属棒材。
[0021]本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置的有益效果是:利用露天矿山爆破作业，在矿山爆破开采过程中制造爆炸复合材料新产品，实现了炮孔的“一孔多用”，不仅提高了炸药能量利用率，同时又解决了露天裸露药包不锈钢复合棒材冲击波及噪声的难题，化害为利。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置的炮孔结构布置图；
[0023]图2是图1中的A-A向纵剖图。
[0024]附图标记为:1-岩体，2-炮孔，3-复合金属棒材制备装置，4-固定架，5-定位杆，6_炸药，7-炮泥，8-A金属材料实心棒，9-B金属材料管，I O-预留空气间隔，11-保护层。
【具体实施方式】
[0025]为进一步描述本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置做进一步说明。
[0026]由图1所示的本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置的炮孔结构布置图并结合图2看出，本实用新型一种爆炸复合金属棒材的制备装置的使用方法为:
[0027]I)试验矿山台阶高度12m，在露天矿台阶无水的预爆破岩体I中按照设计的爆破孔网参数进行梅花形布孔，形成无水干燥的垂直炮孔2;炮孔2直径200mm，孔深为15m，其中超深为3m。
[0028]2)将炮孔2清理干净，炮孔2清理完毕后，采用带有刻度的定位杆5将复合金属棒材制备装置3放入到炮孔2的底部的超深中，采用固定架4将复合金属棒材制备装置3固定在炮孔2底部的中间位置，固定架4能够确保复合金属棒材制备装置3位于炮孔的中心对称布置，保证炸药6在其周围均匀分布;所述的复合金属棒材制备装置3上部与一根定位杆5活动连接，如在复合金属棒材制备装置3的保护层11上设有挂钩或圆环，定位杆5的下端也设有挂钩。
[0029]3)将定位杆5取出，然后将炸药6及起爆雷管状入到炮孔2内，炸药6装填在复合金属棒材制备装置3的周围及上部，并采用炮泥7封堵炮孔2的上部；
[0030]4)起爆炸药6，在爆炸能量的挤压下，实现B金属材料管和A金属材料实心棒的复合，制备出外表部为B金属材料、内部为A金属材料的爆炸复合金属棒材。
[0031]由图2所示的图1中的A-A向纵剖图看出，所述的复合金属棒材制备装置3从里向外依次为:A金属材料实心棒8、预留空气间隔10、B金属材料管9、保护层11，其中A金属材料实心棒8采用圆形钢棒，所述的B金属材料管9采用不锈钢薄钢管。所述的复合金属棒材制备装置3的高度为1.1 m?3m;所述的A金属材料实心棒8的直径为30mm?110mm，B金属材料管9的壁厚为2mm?25mm，二者的长度为Im?2m。所述的预留空气间隔10的厚度为2mm?15mm。当A金属材料实心棒8的直径为30mm?50mm时，预留空气间隔10的厚度为B金属材料管9壁厚的40%?60%；当A金属材料实心棒8的直径为90mm?IlOmm时，预留空气间隔10的厚度为2mm?5mm。
[0032]炸药6的高度根据复合材料尺寸进行调整。复合材料参数根据市场需要进行生产。根据理论分析、结合大量现场试验进行优化调整参数，以确定预留空气间隔10的最佳厚度，取得质量最佳的爆炸复合材料。
[0033]所述的保护层11为管状预制塑料制品，长度比A金属材料实心棒8和B金属材料管9长1cm?20cm，保护层11的壁厚3mm?5mm。其将炸药6与B金属材料管9隔离开来，使其满足爆破安全规程相关要求;起爆后自动分解破碎。炸药6起爆后，在爆炸能量的挤压作用下，A金属材料实心棒8通过预留空气间隔10与B金属材料管9进行复合，形成两种材料的良好复合。
[0034]当然，本实用新型所述的A金属材料实心棒8、B金属材料管9只是代表两种不同的金属材料，其中A金属材料实心棒一般为价廉的金属材料，而B金属材料管9则为价格高、性能优良的金属材料，通过爆炸作用将A金属材料实心棒8、B金属材料管9复合后的爆炸复合金属棒材的外表性能达到了同直径的B金属材料实心棒的外表性能。
【主权项】
1.一种爆炸复合金属棒材的制备装置，其特征在于:它采用套管状结构，从里向外依次为:A金属材料实心棒(8)、预留空气间隔(10)、B金属材料管(9)、保护层(11)，其中A金属材料实心棒(8 )、B金属材料管(9 )为等高设计。2.如权利要求1所述的一种爆炸复合金属棒材的制备装置，其特征在于:所述的保护层(11)为管状预制塑料制品，长度比A金属材料实心棒(8)和B金属材料管(9)长1cm?20cm，保护层(I I)的壁厚3mm?5mm。3.如权利要求1或2所述一种爆炸复合金属棒材的制备装置，其特征在于:所述管状预制塑料制品的底端为封闭状，在管状预制塑料制品的上部与一根定位杆活动连接，定位杆上带有刻度。4.如权利要求3所述的一种爆炸复合金属棒材的制备装置，其特征在于:所述的A金属材料实心棒(8)的直径为30mm?110_，B金属材料管(9)的壁厚为2mm?25mm，二者的长度为Im?2m;所述的预留空气间隔(10)的厚度为2mm?15mm。5.如权利要求4所述的一种爆炸复合金属棒材的制备装置，其特征在于:当A金属材料实心棒(8 )的直径为30mm?50mm时，预留空气间隔(1 )的厚度为B金属材料管(9 )壁厚的40%?60% ；当A金属材料实心棒(8 )的直径为90mm?11 Omm时，预留空气间隔(1 )的厚度为2mm?5mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种爆炸复合金属棒材的制备装置，它采用套管状结构，从里向外依次为：A金属材料实心棒（8）、预留空气间隔（10）、B金属材料管（9）、保护层（11），其中A金属材料实心棒（8）、B金属材料管（9）为等高设计。采用本实用新型装置，可以在矿山爆破开采过程中制造爆炸复合材料新产品，实现了炮孔的“一孔多用”，在不影响爆破效果的情况下增加了企业的新增经济效益，同时又解决了露天裸露药包不锈钢复合棒材冲击波及噪声的难题，化害为利。
【IPC分类】B23K20/08
【公开号】CN205237322
【申请号】CN201520922931
【发明人】刘为洲, 张西良, 杨海涛, 王铭, 崔正荣, 谢亮波, 顾红建, 仪海豹, 朱磊, 江东平, 辛国帅, 李明, 李龙福, 师强强, 潘祖璞
【申请人】中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司, 马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月19日