鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)及其制備鋁鈦鋼復(fù)合板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合板制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)及其制備鋁鈦鋼復(fù)合板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋁材的優(yōu)良特性也逐步被發(fā)掘，鋁產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越被大家所熟知。
[0003]根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)預(yù)測，未來20年，航空航天級鋁合金板材的需求量將持續(xù)增長，中國市場將尤為強(qiáng)勁。中國經(jīng)濟(jì)增長及城市化進(jìn)程的加快將極大地促進(jìn)鋁制產(chǎn)品的需求量。由此可見，通用航海、航空和石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展也將迎來新機(jī)遇。
[0004]因鋁材在退火狀態(tài)下有很高的塑性、耐腐蝕好、焊接性良好等，航空級鋁合金板材的持續(xù)增長需求量，將大大提升鋁板材市場的開發(fā)與研究。純鋁通過冷加工可使其強(qiáng)度提高一倍以上；而且可通過添加鎂、鋅、銅、錳、硅、鋰、鈧等元素合金化，再經(jīng)過熱處理進(jìn)一步強(qiáng)化，其強(qiáng)度可與優(yōu)質(zhì)的合金鋼媲美；鋁可軋成薄板和箔、拉成管材和細(xì)絲、擠壓成各種民用型材；可在大多數(shù)機(jī)床所能達(dá)到的最大速度進(jìn)行車、銑、鏜、刨等機(jī)械加工；鋁及其合金表面，易生成一層致密、牢固的Al2O3保護(hù)膜，這層保護(hù)膜只有鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞。因此，鋁有很好的耐大氣(包括工業(yè)性大氣和海洋大汽)腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數(shù)酸和有機(jī)物的腐蝕，采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；鋁在攝氏零度以下，隨著溫度的降低，強(qiáng)度和塑性不但不會降低，反而提高；同時，鋁對紅外線、紫外線、電磁波、熱輻射等都有良好的反射性能。目前國內(nèi)使用的大多數(shù)高端鋁產(chǎn)品及廣泛應(yīng)用于石油行業(yè)(如直升機(jī)甲板過渡墊板)、航天技術(shù)的復(fù)合板材料大多依靠從國外進(jìn)口，不但價格昂貴，而且交貨周期很長，這樣既不利于在我國鋁-鈦-鋼復(fù)合板設(shè)備的推廣應(yīng)用，更不利于民族工業(yè)的發(fā)展。因此必須自主創(chuàng)新，研發(fā)出高性能鋁-鈦-鋼復(fù)合板的制作工藝，這對降低設(shè)備制造成本、縮短設(shè)備制造周期將起到非常重要的意義。
[0005]由于鋁鈦鋼復(fù)合板是三層金屬板的復(fù)合，爆炸復(fù)合過程中復(fù)板在炸藥能量的作用下依次向基板加速運(yùn)動，并形成一定的彎折角，才能形成基、復(fù)板之間的有效結(jié)合。由于鋁鈦鋼復(fù)合板是三層金屬板的復(fù)合，在爆炸復(fù)合過程中形成彎折角較困難，因此靜態(tài)參數(shù)必須采用大間隙、小藥量。但是實(shí)踐證明采用大間隙、小藥量對于一些超長板復(fù)合效果并不明顯。因?yàn)樵诒ㄟ^程中會產(chǎn)生射流，從而對基、復(fù)板表面進(jìn)行自行清理，使得新鮮金屬結(jié)合，但是板幅過大后，被射流物質(zhì)越來越多，到兩端后被射流物質(zhì)就不能完全排除，部分被射流物質(zhì)就被拘束在結(jié)合區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致兩端結(jié)合強(qiáng)度差甚至是不貼合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種能使鋁鈦鋼復(fù)合板具有優(yōu)秀貼合率、結(jié)合強(qiáng)度高、兼顧了鋁材良好的抗腐蝕性及耐磨性能與鋼板強(qiáng)度好的特點(diǎn)、成本低的鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)及其制備鋁鈦鋼復(fù)合板的方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括鋼質(zhì)基板、鈦板、鋁板，其中:鋼質(zhì)基板安放在地基上，鈦板位于鋼質(zhì)基板上方，鋁板位于鈦板上方，鋼質(zhì)基板與鈦板之間、鈦板與鋁板之間均采用支撐片分隔，鋁板上側(cè)鋪設(shè)有炸藥層，炸藥層包括有主體炸藥和高爆速藥條，高爆速藥條的爆速高于主體炸藥，主體炸藥均勻鋪放在鋁板上側(cè)，高爆速藥條在鋁板上側(cè)中部沿著長邊方向連續(xù)地鋪放，炸藥層中部連接雷管。
[0008]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
上述的鋁板與炸藥層之間設(shè)置有保護(hù)層。
[0009]上述的鈦板與鋁板之間在寬度方向上有三個支撐片，其中，位于兩側(cè)的支撐片稍長于位于中部的支撐片。
[0010]上述的鋼質(zhì)基板為CCSB鋼板。
[0011]上述的主體炸藥為巖石乳化炸藥，爆速為1800 m/s至2200m/s ;高爆速藥條為銨油炸藥，爆速彡2500mm/so
[0012]上述的在鈦板與鋁板寬度方向上的三個支撐片，位于兩側(cè)的支撐片長度為12mm，位于中間的支撐片長度為10mm。
[0013]上述的鋼質(zhì)基板與鈦板之間在寬度方向上有三個支撐片，長度均為10mm。
[0014]上述的鋁板在長度方向上和寬度方向上均為中部下凹、兩側(cè)向上彎起的形狀。
[0015]一種鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)制備鋁鈦鋼復(fù)合板的方法，包括以下步驟: 步驟一、在地基上組裝鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，從下至上依次放置鋼質(zhì)基板、鈦板、鋁板，鋁板作為接觸腐蝕介質(zhì)的第一層，鈦板起到過渡的作用第二層，鋼質(zhì)基板作為承受載荷的第三層，各層之間通過支撐片支撐，鋁板上部沿著長邊方向連續(xù)地鋪放高爆速藥條，高爆速藥條高度與主體炸藥齊平；
步驟二、引爆雷管，使高爆速藥條與主體炸藥爆燃，將鋁板推向鈦板，由于高爆速藥條爆速高于主體炸藥，使鋁板在寬度方向上中部較兩側(cè)先收到爆炸推力，形成彎折，鋁板與鈦板之間的射流從寬邊排出；
步驟三、鋁板與鈦板接觸后，鋁板與鈦板作為整體向鋼質(zhì)基板移動，鈦板中部先受到鋁板撞擊，使鈦板在寬度方向上中部較兩側(cè)先收到爆炸推力，形成彎折，鈦板與鋼質(zhì)基板之間的射流從寬邊排出；
步驟四、鈦板于鋼質(zhì)基板接觸復(fù)合后，鋼質(zhì)基板、鈦板、鋁板復(fù)合為鋁鈦鋼復(fù)合板，如鋁鈦鋼復(fù)合板的邊沿處有細(xì)小不貼合處，采用氬弧焊補(bǔ)焊。
[0016]步驟一中高爆速藥條寬度為20_，雷管放置在高爆速藥條中心。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明線引爆方式，在布藥時，在鋁板上沿著長邊方向連續(xù)地鋪放爆速較高的炸藥，以改變射流運(yùn)動的方向，向?qū)掃吪懦?，縮短了射流在結(jié)合區(qū)運(yùn)動的距離，避免射流拘束在結(jié)合區(qū)。在基板、過渡板、復(fù)板之間安裝支撐間隙時，鋁板和鈦板之間的邊部支撐間隙比中間稍大，這樣也為到達(dá)邊部的射流提供更通暢的通道，同時也可避免兩端射流堆積。采用端部小角度安裝和線引爆法一次爆炸復(fù)合就能生產(chǎn)出合格的板幅尺寸為3500mmX 1450mm (LXW)的鋁-鈦-鋼爆炸復(fù)合板。本發(fā)明對于大面積的鋁板和鋼板爆炸復(fù)合貼合率、剪切強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均能滿足了鉆井石油行業(yè)發(fā)展的需要。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]圖1至圖2所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中的附圖標(biāo)記為:鋼質(zhì)基板1、鈦板2、鋁板3、地基4、支撐片5、炸藥層6、主體炸藥61、高爆速藥條62、雷管7、保護(hù)層8。
[0022]本發(fā)明的鋁鈦鋼復(fù)合板爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括鋼質(zhì)基板1、鈦板2、鋁板3，其中:鋼質(zhì)基板I安放在地基4上，欽板2位于鋼質(zhì)基板I上方，招板3位于欽板2上方，鋼質(zhì)基板I與鈦板2之間、鈦板2與鋁板3之間均采用支撐片5分隔，鋁板3上側(cè)鋪設(shè)有炸藥層6，炸藥層6包括有主體炸藥61和高爆速藥條62，高爆速藥條62的爆速高于主體炸藥61，主體炸藥61均勻鋪放在鋁板3上側(cè)，高爆速藥條62在鋁板3上側(cè)中部沿著長邊方向連續(xù)地鋪放，炸藥層6中部連接雷管7。
[0023]實(shí)施例中，鋁板3與炸藥層6之間設(shè)置有保護(hù)層8。
[0024]實(shí)施例中，鈦板2與鋁板3之間在寬度方向上有三個支撐片5，其中，位于兩側(cè)的支撐片5稍長于位于中部的支撐片5。
[0025]實(shí)施例中，鋼質(zhì)基板I為CCSB鋼板。
[0026]實(shí)施例中，主體炸藥61為巖石乳化炸藥，爆速為1800 m/s至2200m/s ;高爆速藥條62為銨油炸藥，爆速彡2500mm/s。
[0027]實(shí)施例中，在鈦板