CN105693439B - 一种爆炸硬化炸药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种爆炸硬化炸药及其制备方法，所述的爆炸硬化炸药包括下述重量份原料：黑索金或/和太安，40‑80份、乙酰基柠檬酸三丁酯，10‑30份、硝化棉，10‑30份。本发明的有益效果为：本发明所述的爆炸硬化炸药所含原料乙酰基柠檬酸三丁酯与硝化棉具有较好的相溶性，而且乙酰基柠檬酸三丁酯无毒且挥发性小，所制炸药成品的抗水性、塑性良好。因本发明所述的爆炸硬化炸药中含有添加剂，添加剂的加入改善了炸药的低温塑性，使炸药的密度均匀、塑性好、易于制片。本发明所述的爆炸硬化炸药在常温及低温的条件下，爆轰性能稳定、爆速高、猛度大、常温及低温塑性好、易弯曲，与工件的贴敷性能比较好，能有效的保证工件的硬化效果。

Description

一种爆炸硬化炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及炸药技术领域，具体涉及一种对高锰钢件爆炸硬化处理时使用的爆炸硬化炸药及其制备方法。
背景技术
为了提高高锰钢件的表面硬度，增强其耐磨性能等，需对其表面进行硬化处理，目前多采用机械方法或爆炸硬化方法对高锰钢件进行硬化处理，而机械方法效率低，硬化效果不理想。
爆炸硬化是指高锰钢工件在炸药爆炸产生的爆炸冲击波作用下工件内部发生塑性变形或结构变化，引起工件表层和深层硬度提高，并且工件在冲击波作用下增加晶粒位错，内部晶粒得到细化，同时提高工件的抗拉强度和表面硬度，改善工件的机械性能，提高工件的耐磨性，进而延长工件的使用寿命。
现有国内用于爆炸硬化的炸药配方主要分为两类：一是含活性高分子的塑性炸药：以黑索金、太安等为爆炸组分，以硝化棉、芳香族硝基化合物(例：地恩梯)和液态硝酸酯(例：硝化甘油)作为粘结剂和增塑剂。但是这种炸药由于含有硝化甘油等液态混合硝酸酯，机械感度较高，不能进行机械化生产，易引起安全事故；也由于有此类物质的存在使得该种炸药低温时的安全性下降，在零下10℃的环境中根本无法使用。
第二种是含惰性高分子的塑性炸药：以黑索金、太安等为爆炸组分，以天然橡胶、天然乳胶等为粘结剂，以高分子的酯类或高沸点的烃类为增塑剂。但是这种炸药由于存在低温时塑性不好变脆易裂、粘性下降贴敷性不好，爆炸硬化效果比较差，在偏冷的地方不能使用。
中国专利CN 103160679 A公开了一种高锰钢衬板和圆锥破碎机的动椎定椎的爆炸硬化方法，其特点是包括以下步骤：将待处理工件表面进行清洁、打磨、水韧处理、防止龟裂产生；在工件表面用高爆速柔性炸药进行工件表面的第一次爆炸处理，在一次爆炸硬化处理的工件表面上进行工件表面的二次爆炸硬化处理；所述的高爆速柔性炸药包括以下原料：高能炸药RDX或HMX89％-91％，粘接剂聚异丁烯1.8％-2.5％，增塑剂DOS5.0％-5.6％，添加剂润滑油1.5％-1.7％。
中国专利CN 101545035 A公开了一种高锰钢板锤和辊套的爆炸硬化处理方法，该方法所述的塑性板状炸药的特征是：主炸药为黑索金，含量为80％；粘结剂为环氧树脂，含量为18.2％；固化剂为乙二胺，含量为0.3％；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，含量为1.5％。该塑性板状炸药的贴敷厚度为4mm，采用该方法可以提高高锰钢表面硬度和耐磨性。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温性能好、生产及使用危险系数低的爆炸硬化炸药及其生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种爆炸硬化炸药，包括下述重量份的原料，黑索金或/和太安，40-80份、乙酰基柠檬酸三丁酯，10-30份、硝化棉，10-30份。
进一步的，所述的爆炸硬化炸药，包括下述重量份的原料，黑索金或/和太安，60份、乙酰基柠檬酸三丁酯，20份、硝化棉，20份。
进一步的，所述的爆炸硬化炸药，还包括下述重量份的原料，癸二酸二丁酯0.1份。癸二酸二丁酯作为辅助增塑剂，改善炸药的低温塑性。
上述所述的爆炸硬化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料在混合罐中混合搅拌均匀，制成混合药；
(2)将混合药通过制片机制成片状，得所述的爆炸硬化炸药。
进一步地，步骤(1)中各原料在混合罐中搅拌时，混合罐的工作温度为50-90℃。在这个温度下搅拌能使粘结剂硝化棉的长链分子能够充分展开，充分发挥其粘性，保证混合药的塑性。
进一步地，步骤(1)中各原料在混合罐中搅拌时，搅拌速度为200-300r/min，在此搅拌速度下搅拌1-2h。在这个搅拌速度下搅拌可以使混合物料能够得到充分混合均匀，保证炸药成品的性能均一。
进一步地，步骤(2)中混合药通过制片机制片时控制制片机的工作温度在35-45℃。
进一步地，步骤(2)中制得的所述爆炸硬化炸药的厚度为2.5-4.5mm。
黑索金也称环三次甲基三硝胺，为无色晶体，熔点205.5℃、沸点234℃、爆燃点230℃、爆速8750m/s、爆轰气体体积910L/kg,不溶于水、微溶于芳烃、乙醚和乙醇，在丙酮和热苯中略高，化学性质比较稳定，在110℃加热152h，化学稳定性不变，50℃长期储存不分解，遇稀酸、稀碱无变化、遇浓硫酸分解，遇明火、高温、震动、撞击、摩擦能引起燃烧爆炸，是一种爆炸力极强的烈性炸药。其在空气中能完全燃烧、而且能发出明亮的火焰。
太安主要作为一种单质炸药，白色结晶，熔点141.3℃，晶体密度为1.77g/cm3，不吸湿，易溶于丙酮，太安的爆炸性能较好，太安的分子结构对称性好，具有良好的化学安定性。
乙酰基柠檬酸三丁酯，化学名2-乙酰基-丙烷-1,2,3-三羟基丁酯，为无色无味无毒油状液体、可溶于多种有机溶剂而不溶于水且不水解，在沸水中煮6h也难水解。乙酰基柠檬酸三丁酯与硝基纤维、乙基纤维、氯化橡胶相溶；与醋酸纤维微溶。可作耐热耐光食品包装于乳制品、饮料等。乙烯基树脂及其共聚物被增塑后具有极好的低温柔软性、热稳定性、不变色、不挥发、不泛黄，与金属有极好的粘合力。
硝化棉学名纤维素硝酸酯，为白色或微黄色棉絮状，能溶于丙酮、冰乙酸、甲醇和乙酸乙酯。硝化棉具有高度可燃性和爆炸性，自燃点约180℃，极易燃烧、且速度极快，其危险程度根据硝化程度而定，含氮量在12.5％以上的硝化棉危险性极大，遇火即燃，在温度超过40℃时能加速其分解而自燃；含氮量不足12.5％的硝化棉虽然比较稳定，但受热或储存久了，会逐渐分解而放出酸，降低着火点，已有自燃自爆的可能。
癸二酸二丁酯为无色或淡黄色透明液体，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯和甲苯，是耐寒性辅助增塑剂，可与大多数树脂和合成橡胶相溶，该品无毒，可用于与食品接触的包装材料。其用作许多合成橡胶的增塑剂，可使制品有优良的低温性能和耐油性。
本发明的有益效果为：本发明所述的爆炸硬化炸药所含原料乙酰基柠檬酸三丁酯与硝化棉具有较好的相溶性，而且乙酰基柠檬酸三丁酯无毒且挥发性小，所制炸药成品的抗水性、塑性良好。
因本发明所述的爆炸硬化炸药中含有添加剂，添加剂的加入改善了炸药的低温塑性，使炸药的密度均匀、塑性好、易于制片。
本发明所述的爆炸硬化炸药通过爆炸所产生的冲击波冲击金属的方法来实现深度硬化，并且不会引起部件外形产生显著的物理延展，经本发明所述的爆炸硬化炸药处理的高锰钢工件硬度提高均匀、无机械损伤，其初始耐磨性及屈服强度均明显提高，进而延长高锰钢件的使用寿命，此外通过爆炸硬化处理可以检查大型高锰钢铸件重要部位的铸造质量，爆炸硬化后铸件内部和外部如有缺陷会完全暴露，这样避免了在使用过程中由于铸件断裂造成的危险。本发明所述的爆炸硬化炸药在常温及低温的条件下，爆轰性能稳定、爆速高、猛度大、常温及低温塑性好、易弯曲，与工件的贴敷性能比较好，可根据需要裁剪成任意形状，有效的保证工件的硬化效果。本发明所述的爆炸硬化炸药使用比较方便，使用时只需将炸药放在高锰钢件的表面引爆炸药即可。
具体实施方式
实施例一
一种爆炸硬化炸药，包括下述重量份的原料：黑索金40g、乙酰基柠檬酸三丁酯30g、硝化棉30g。
上述所述的爆炸硬化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料在工作温度为50℃、搅拌速度为200r/min的混合罐中混合搅拌1h，制成混合药；
(2)将混合药通过工作温度为35℃的制片机制成厚度为2.5mm的片状，得所述的爆炸硬化炸药。
实施例二
一种爆炸硬化炸药，包括下述重量份的原料：太安60g、乙酰基柠檬酸三丁酯20g、硝化棉20g、癸二酸二丁酯0.1g。
上述所述的爆炸硬化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料在工作温度为70℃、搅拌速度为250r/min的混合罐中混合搅拌1h，制成混合药；
(2)将混合药通过工作温度为40℃的制片机制成厚度为3mm的片状，得所述的爆炸硬化炸药。
实施例三
一种爆炸硬化炸药，包括下述重量份的原料：黑索金和太安，80g、乙酰基柠檬酸三丁酯，10g、硝化棉，10g、癸二酸二丁酯，0.3g。
上述所述的爆炸硬化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料在工作温度为90℃、搅拌速度为300r/min的混合罐中混合搅拌2h，制成混合药；
(2)将混合药通过工作温度为45℃的制片机制成厚度为4.5mm的片状，得所述的爆炸硬化炸药。
经本发明爆炸硬化炸药处理后的高锰钢工件的表面硬度可由处理前的170HBW-230HBW提高到310HBW-390HBW，由此可见经本发明爆炸硬化炸药处理后的高锰钢工件的表面硬度得到很大的提高。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其细节上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种爆炸硬化炸药，所述爆炸硬化炸药包括下述重量份的原料：太安60份，乙酰基柠檬酸三丁酯20份，硝化棉20份和癸二酸二丁酯0.1份；
所述爆炸硬化炸药由以下步骤制备而成：
(1)将各原料在50-90℃的混合罐中混合搅拌均匀，所述搅拌的速度为200-300r/min，搅拌时间为1-2h，制成混合药；
(2)将混合药通过制片机制成片状，得所述的爆炸硬化炸药；
其特征在于，步骤(2)中混合药通过制片机制片时控制制片机的工作温度在35-45℃；
步骤(2)中制得的所述爆炸硬化炸药的厚度为2.5-4.5mm。
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