CN107486620A - 一种高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，属于复合板制备技术领域，高强度镍合金复合板包括基板和复层板，复层板的圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边，乳化炸药采用聚能起爆，聚能起爆的起爆药包设置在复层板的板面外侧，复层板与基板之间采用边缘四角支撑垫片安装，还提供了该复合板的爆炸加工成形方法。本发明利用爆炸焊接高能量加工技术，实现高强度复层材料的爆炸复合板加工制作，充分利用复层耐蚀和基层结构强度的特性，可节约大量高合金复层材料的使用，降低设备成本，对于节约希贵金属、合理利用资源、提高设备使用寿命具有十分重要的意义。

Description

一种高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法

技术领域

本发明涉及一种镍合金复合板及其加工成形方法，特别涉及一种高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，属于复合板制备技术领域。

背景技术

随着我国经济的稳步发展，醋酸的需求呈现出快速的增长态势，乙醛、醋酸及其衍生物已成为化工行业内发展较快的一个重要分支，特别是醋酸，其作为用途广泛的有机酸，被广泛应用在纤维、涂料、粘合剂、制药和印刷油墨等众多行业中。

C276是一种含钨的镍-铬-钼合金，其硅、碳的含量极低，在氧化和还原状态下，对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性，出色的耐点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能，较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子的侵蚀，钨元素也进一步提高了其耐腐蚀性，正是因为有这些特性，所以广泛用于醋酸、醋酐等行业，具有广阔的市场前景。

C-276合金和普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能，但由于其比普通奥氏体不锈钢的强度要大，所以，在冷成形加工过程中会有更大应力，此外，这种材料的加工硬化速度比普通不锈钢快得多，所以设备的制造存在一定的难度。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，利用爆炸焊接高能量加工技术，实现高强度复层材料的爆炸复合板加工制作，充分利用复层耐蚀和基层结构强度的特性，可节约大量高合金复层材料的使用，降低设备成本，节约大量希贵金属，提高设备使用寿命。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种高强度镍合金复合板，包括基板和复层板，所述复层板设置在所述基板上方，所述复层板的圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边，所述复层板的表面均匀设置有乳化炸药，所述乳化炸药采用聚能起爆，聚能起爆的起爆药包设置在所述复层板的板面外侧，所述乳化炸药通过起爆点起爆，所述复层板与所述基板之间采用边缘四角支撑垫片安装，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.2-1.8倍所述复层板的厚度，所述边缘四角支撑垫片是通过所述基板与所述复层板之间设置的多个支撑垫片实现的。

一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，包括如下步骤：

步骤1：将高强度镍合金板作为基板放置于地基上；

步骤2：将复层板平行放置于基板上方，并使复层板与基板同轴设置，复层板直径等于基板直径，复层板圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边；

步骤3：在复层板表面均匀布置乳化炸药，采用聚能起爆，聚能起爆药包在复层板的板面外侧；

步骤4：爆炸成形后，复合板经过超声检测、热处理、校平、酸洗抛光后进行管板加工。

进一步的，所述复层板与所述基板之间平行设置。

进一步的，所述复层板与所述基板之间同轴设置，所述复层板的直径等于所述基板的直径。

进一步的，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.5倍所述复层板的厚度，用于保证所述复层板与所述基板之间的有效复合。

进一步的，所述复层板上安装有装药药框，装药药框为胶合板装药药框，用于支持所述复层板和所述基板边缘的能量缓慢卸载。

进一步的，所述复层板的上表面设置有防护层，所述防护层用于避免所述乳化炸药在爆炸复合过程中烧伤所述复层板的板面。

进一步的，所述基板为高强度镍合金板；所述高强度镍合金板为C276合金板。

进一步的，所述复层板为16MnR型复层板。

进一步的，所述焊接飞边为碳钢钢板，所述焊接飞边用于降低所述基板和所述复层板上希贵金属的损耗。

本发明的有益技术效果：

1、按照本发明的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，本发明提供的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，利用爆炸焊接高能量加工技术，实现高强度复层材料的爆炸复合板加工制作，充分利用复层耐蚀和基层结构强度的特性，可节约大量高合金复层材料的使用，降低设备成本，节约大量希贵金属，提高设备使用寿命。

2、按照本发明的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，本发明提供的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，采用焊接飞边增大爆炸面积等措施避免冲击波稀疏效应的影响，飞边部分采用碳钢钢板，飞边采用焊条焊接在复层板圆周上，焊接飞边的措施有效的降低希贵金属的损耗。

3、按照本发明的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，本发明提供的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，爆炸焊接采用聚能起爆，同时采取边部起爆把起爆点引出板面，避免高强度及厚复层板材料爆炸复合产生的起爆点大面积不贴合的情况。

4、按照本发明的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，本发明提供的高强度镍合金复合板及其爆炸加工成形方法，爆炸工艺实施过程中采用聚能起爆，雷管引爆高能炸药，使高强度复层高速变形瞬时向基层冲击，创造爆炸结合的两个条件：复层碰撞角和基复层表面的金属射流。

附图说明

图1为按照本发明的高强度镍合金复合板的一优选实施例的正整体结构示意图；

图2为图1的按照本发明的高强度镍合金复合板的一优选实施例的俯视图。

图中：1-乳化炸药，2-支撑垫片，3-基板，4-起爆点，5-复层板，6-焊接飞边。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，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。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种高强度镍合金复合板，包括基板3和复层板5，所述复层板5设置在所述基板3上方，所述复层板5的圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边6，所述复层板5的表面均匀设置有乳化炸药1，所述乳化炸药1采用聚能起爆，聚能起爆的起爆药包设置在所述复层板5的板面外侧，所述乳化炸药1通过起爆点4起爆，所述复层板5与所述基板3之间采用边缘四角支撑垫片安装，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.2-1.8倍所述复层板5的厚度，所述边缘四角支撑垫片是通过所述基板3与所述复层板5之间设置的多个支撑垫片2实现的。

进一步的，本实施例提供的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，包括如下步骤：

步骤1：将高强度镍合金板作为基板3放置于地基上；

步骤2：将复层板5平行放置于基板3上方，并使复层板5与基板3同轴设置，复层板5直径等于基板3直径，复层板5圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边6；

步骤3：在复层板5表面均匀布置乳化炸药1，采用聚能起爆，聚能起爆药包在复层板5的板面外侧；

步骤4：爆炸成形后，复合板经过超声检测、热处理、校平、酸洗抛光后进行管板加工。

进一步的，在本实施例中，如图1和图2所示，所述复层板5与所述基板3之间平行设置；所述复层板5与所述基板3之间同轴设置，所述复层板5的直径等于所述基板3的直径。

进一步的，在本实施例中，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.5倍所述复层板5的厚度，用于保证所述复层板5与所述基板3之间的有效复合。

进一步的，在本实施例中，所述复层板5上安装有装药药框，装药药框为胶合板装药药框，用于支持所述复层板5和所述基板3边缘的能量缓慢卸载；所述复层板5的上表面设置有防护层，所述防护层用于避免所述乳化炸药1在爆炸复合过程中烧伤所述复层板5的板面。

进一步的，在本实施例中，所述基板3为高强度镍合金板；所述高强度镍合金板为C276合金板。

进一步的，在本实施例中，所述复层板5为16MnR型复层板。

进一步的，在本实施例中，所述焊接飞边6为碳钢钢板，所述焊接飞边6用于降低所述基板3和所述复层板5上希贵金属的损耗。

C276材料强度高，室温标准屈服强度大于等于283MPa，标准抗拉强度大于690MPa，加工变形困难，材料性能基本数据如表1：

表1材料性能基本数据

更进一步的，在本实施例中，高性能耐蚀、抗温镍合金装备采用C276+16MnR复合材料管板加工方法如下：

步骤1、将C276作为基板3放置于地基上；

步骤2、将16MnR复层板5平行间隔放置于基板3上方，同轴设置，中间利用边缘四角支撑垫片2安装，爆炸加工存在边部冲击波稀疏效应，会直接导致复合板边部贴合强度较低，采用焊接飞边6增大爆炸面积等措施避免冲击波稀疏效应的影响，如图2虚线范围内为复合板有效尺寸，虚线外部圆圈范围为基板尺寸，因为C276为贵重的进口材料，飞边部分采用碳钢钢板，飞边采用焊条焊接在复层板圆周上。焊接飞边的措施有效的降低希贵金属的损耗；

步骤3、在复层板表面均匀布置乳化炸药1，爆炸焊接采用聚能起爆，同时采取边部起爆把起爆点4引出板面的措施，避免高强度及厚复层板材料爆炸复合经常产生的起爆点大面积不贴合的情况；

爆炸工艺实施过程中采用聚能起爆，雷管引爆高能炸药，使高强度复层高速变形瞬时向基层冲击，创造爆炸结合的两个条件：复层碰撞角和基复层表面的金属射流，若采用普通起爆方式，高强度复层变形慢，达到爆炸复合基本条件需要较长时间，从而导致起爆点附近形成大面积不贴合；

利用炸药作能源，将C276+16MnR金属材料在瞬间高温高压下，焊接成一体，该方法是炸药爆炸给工件施加了高压脉冲载荷，加载应力远远高于金属材料的屈服强度，克服了C276材料高强度的特性，使C276+16MnR实现界面为波状的冶金结合；C276与16MnR材料内在金属原子之间具有良好相容性，两金属结合界面不会出现硬脆组织，结合强度高，不会出现工况应力和温度环境下出现剥离的情况；

步骤4、爆炸成形后，复合板经过超声检测、热处理、校平、酸洗抛光后进行管板加工。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的高强度镍合金复合板，本实施例提供的高强度镍合金复合板，利用爆炸焊接高能量加工技术，实现高强度复层材料的爆炸复合板加工制作，充分利用复层耐蚀和基层结构强度的特性，可节约大量高合金复层材料的使用，降低设备成本，节约大量希贵金属，提高设备使用寿命；采用焊接飞边增大爆炸面积等措施避免冲击波稀疏效应的影响，飞边部分采用碳钢钢板，飞边采用焊条焊接在复层板圆周上，焊接飞边的措施有效的降低希贵金属的损耗；爆炸焊接采用聚能起爆，同时采取边部起爆把起爆点引出板面，避免高强度及厚复层板材料爆炸复合产生的起爆点大面积不贴合的情况；爆炸工艺实施过程中采用聚能起爆，雷管引爆高能炸药，使高强度复层高速变形瞬时向基层冲击，创造爆炸结合的两个条件：复层碰撞角和基复层表面的金属射流。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度镍合金复合板，包括基板(3)和复层板(5)，其特征在于，所述复层板(5)设置在所述基板(3)上方，所述复层板(5)的圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边(6)，所述复层板(5)的表面均匀设置有乳化炸药(1)，所述乳化炸药(1)采用聚能起爆，聚能起爆的起爆药包设置在所述复层板(5)的板面外侧，所述乳化炸药(1)通过起爆点(4)起爆，所述复层板(5)与所述基板(3)之间采用边缘四角支撑垫片安装，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.2-1.8倍所述复层板(5)的厚度，所述边缘四角支撑垫片是通过所述基板(3)与所述复层板(5)之间设置的多个支撑垫片(2)实现的。

2.一种如权利要求1所述的高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将高强度镍合金板作为基板(3)放置于地基上；

步骤2：将复层板(5)平行放置于基板(3)上方，并使复层板(5)与基板(3)同轴设置，复层板(5)直径等于基板(3)直径，复层板(5)圆周上采用焊条焊接有一圈焊接飞边(6)；

步骤3：在复层板(5)表面均匀布置乳化炸药(1)，采用聚能起爆，聚能起爆药包在复层板(5)的板面外侧；

步骤4：爆炸成形后，复合板经过超声检测、热处理、校平、酸洗抛光后进行管板加工。

3.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述复层板(5)与所述基板(3)之间平行设置。

4.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述复层板(5)与所述基板(3)之间同轴设置，所述复层板(5)的直径等于所述基板(3)的直径。

5.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述边缘四角支撑垫片的支撑间隙高度为1.5倍所述复层板(5)的厚度，用于保证所述复层板(5)与所述基板(3)之间的有效复合。

6.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述复层板(5)上安装有装药药框，装药药框为胶合板装药药框，用于支持所述复层板(5)和所述基板(3)边缘的能量缓慢卸载。

7.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述复层板(5)的上表面设置有防护层，所述防护层用于避免所述乳化炸药(1)在爆炸复合过程中烧伤所述复层板(5)的板面。

8.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述基板(3)为高强度镍合金板；所述高强度镍合金板为C276合金板。

9.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述复层板(5)为16MnR型复层板。

10.根据权利要求2所述的一种高强度镍合金复合板的爆炸加工成形方法，其特征在于，所述焊接飞边(6)为碳钢钢板，所述焊接飞边(6)用于降低所述基板(3)和所述复层板(5)上希贵金属的损耗。