CN112759494A - 一种制备浇注型火炸药的组合模具及方法 - Google Patents

Abstract

本方案公开了一种用于制备浇注型火炸药的组合模具，包括逆流成型模具和药型型模，所述逆流成型模具包括内部中空的壳体及设于壳体底部的底部开口，其可以直接是药型型模的组合体；所述药型型模具有中空的型腔及设于型腔两端的开口；所述逆流成型模具的壳体内部容纳有一个或多个药型型模，所述药型型模的一端开口与所述逆流成型模具的底部开口对接；在外部压力作用下，预先在真空条件下排除了气体的料浆通过所述逆流成型模具的底部开口向上注入所述药型型模的型腔内部并填充满所述药型型模的型腔。该组合模具适用于批量浇注各种复杂精细药型的火炸药装药。

Description

一种制备浇注型火炸药的组合模具及方法

技术领域

本发明涉及炸药加工方法和设备技术领域，特别涉及一种制备浇注型火炸药的组合模具及方法。

背景技术

浇注型火炸药成型方法是使用粘流态的料浆经过真空浇注系统真空浇注到装药的药型空腔中固化成型。由于浇注料浆往往具有一定的黏度，在装药的药型空腔尺寸较小或存在特异形状时，直接进行浇注往往会发生浇注料浆的搭桥等情况，使得料浆不能填满装药的药型空腔，因此对于像大面积薄片、异形中空薄片，细长棒、管，嵌金属丝细长药条等特殊形状的复杂药型无法采用直接真空浇注的方法大批量制造。

对于大面积薄片、异形中空薄片，细长棒、管，嵌银丝细长药条等特殊形状的复杂精细火炸药药型在某些场合是非常有用的：如某岩层压裂袖套装药需要2mm～4mm厚度的细长圆管装药作为压裂气源；某单兵特种装备需要3mm厚大面积中空薄片作为引火装药；而嵌金属丝细长药条对于研究嵌金属丝火炸药燃烧规律及相关产品性能表征是极为重要的。在这些场合中所涉及的精细结构火炸药装药生产需求量大，且制造成本不能过高，传统的浇注型火炸药成型工艺很难快速大批量制造这些特殊药型。

这些异形装药现有制造方法往往是制成大块方坯材料后切割成型或车削成型。采用切割成型的方式存在的主要问题是尺寸规整度问题和安全问题，由于浇注型火炸药成型后是一种粘弹性材料，其强度一般不高直接使用切药刀具切割成型会因为切割受力发生形变从而导致最终切割成品的尺寸不规整，且某些火炸药配方感度较高，在大批量切药时因机械刺激导致燃烧事故的可能性大大增加。使用车床车削成型的方式效率较低，且车削损失大。对于像大面积薄片、细长圆棒等特殊药型其车削效率、损耗量和安全风险甚至是不可接受的。传统的推进剂真空浇注工艺可以将浇注型火炸药料浆浇注到大面积平板上，刮平或压平后得到大面积薄片，该薄片通过裁剪后可得到异形中空薄片，通过卷成管并进行粘接后可得到圆管装药。这种方法主要的不足是：使用刮平工艺效率较低，且一般刮平面外观平整度不佳，使用压平工艺其很容易在产品中带入气孔。且只能单片浇注成型，制造中空薄片和圆管时需要裁剪和粘接成型，效率不高且损耗量较大。

发明内容

本方案的一个目的在于提供一种制备浇注型火炸药的组合模具，该组合模具适用于批量浇注各种复杂精细药型的火炸药装药。

本方案的另一个目的在于提供一种制备浇注型火炸药的方法。

为达到上述目的，本方案如下：

一种用于制备浇注型火炸药的组合模具，包括：逆流成型模具和药型型模；

所述逆流成型模具包括内部中空的壳体及设于壳体底部的底部开口；

所述药型型模具有中空的型腔及设于型腔两端的开口；

所述逆流成型模具的壳体内部容纳有一个或多个药型型模，所述药型型模的一端开口与所述逆流成型模具的底部开口对接；

在外部压力作用下，预先在真空条件下排除了气体的料浆通过所述逆流成型模具的底部开口向上注入所述药型型模的型腔内部并填充满所述药型型模的型腔。

优选的，所设逆流成型模具还可以是所述药型型模的组合体。

优选的，还包括料浆容纳模具，所述料浆容纳模具为一端开口内部中空的容器。

优选的，所述料浆容纳模具的内表面轮廓与所述逆流成型模具壳体的外表面轮廓相互配合；合模时所述料浆容纳模具的内表面与所述逆流成型模具壳体的外表面之间具有间隙，优选间隙为1～3mm。

优选的，所述料浆容纳模具及药型型模可由聚四氟乙烯，聚丙烯和高密度聚乙烯的一种或几种材料制备而成。

优选的，所述料浆容纳模具为加压挤出浇注罐，所述加压挤出浇注罐的罐口通过连接管与所述逆流成型模具的底部开口连接；

所述加压挤出浇注罐的罐体外套设有保温夹套，所述保温夹套为水热夹套。

优选的，在与所述加压挤出浇注罐的罐口连接的连接管一端设有第一阀门，在与所述逆流成型模具的底部开口连接的连接管一端设有第二阀门，所述加压挤出浇注罐中的料浆在外部压力挤压下被挤出并通过所述第一阀门和第二阀门，自下而上注入所述药型型模的型腔内部并填充满所述药型型模的型腔；

所述加压挤出浇注罐由橡胶材料制备而成；所述外部压力来自气动加压装置。

优选的，制作所述逆流成型模具壳体的材料为金属，在所述逆流成型模具壳体的内外表面刷涂脱模剂，聚四氟乙烯，聚丙烯和高密度聚乙烯中的一种或几种。

优选的，所述药型型模的型腔形状包括薄片状，异形中空薄片状，细长棒状，细长管状或嵌丝细长条状；当所述药型型模的型腔形状为异形薄片时，所述药型型模上端设置有导流挡药条和溢药孔。

第二方面，提供一种制备浇注型火炸药的方法，利用如上任一项所述的组合模具制备浇注型火炸药。

本方案的有益效果如下：

使用本方案的模具，提高了复杂精细药型的制造效率和浇注过程的安全性，模具可以在火炸药料浆固化完全后进行拆模，得到相应形状的火炸药。

附图说明

为了更清楚地说明本方案的实施，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为批量制备浇注型火炸药的逆流成型模具示意图；

图2为料浆容纳模具示意图；

图3为单个异形中空薄片形状的药型模示意图；

图4为制作出的异形中空薄片形状炸药实物图；

图5为批量制备浇注型火炸药的逆流成型模具与加压挤出浇注罐的组合示意图；

其中，1-料浆容纳模具；2-料浆；3-逆流成型模具；4-加压挤出浇注罐；5-热水夹套；6-第一阀门；7-第二阀门；8-药型型模；9-挡药条。

具体实施方式

下面将结合附图对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

火炸药是一种具有爆炸性的物质，当其受到适当的激发冲量后，能够产生快速的化学反应，并放出足够的热量和大量的气体产物，从而形成一定的机械破坏效应和抛掷效应。而实际中存在对火炸药及异形火炸药的需求。本方案提出一种可以制备浇注型火炸药的组合模具及应用这些模具制备火炸药的方法，批量浇注制造大面积薄片、异形中空薄片，细长棒、管，嵌金属丝细长药条等复杂精细药型火炸药。

如图1至图5所示，本方案提出的用于制备浇注型火炸药的组合模具，包括逆流成型模具3和药型型模8，逆流成型模具3包括内部中空的壳体及设于壳体底部的底部开口；药型型模8具有中空的型腔及设于型腔两端的开口；逆流成型模具3的壳体内部容纳有一个或多个药型型模8，所述药型型模8的一端开口与所述逆流成型模具3的底部开口对接；在外部压力作用下，预先在真空条件下排除了气体的料浆2通过逆流成型模具3的底部开口向上注入药型型模8的型腔内部并填充满所述药型型模8的型腔，对于如型模8所示的中空薄片等异形药型型腔来说，使用导流挡药条9是十分必要且非常有益的：在异形型腔中药浆流道为不规则形，因此药浆逆流向上过程中存在流道死区(对型模8来说流道死区为型模中心圆形凸起上方)，当药浆粘度较大时，这些死区很难被药浆充满，在这些情况下设置如导流挡药条9类似的挡药结构可强制药浆流过流道死区，大大提高制造产品的成品率。

在一个实施例中，逆流成型模具3还可以是药型型模8的组合体；药型型模8的型腔形状包括薄片状，异形中空薄片状，细长棒状，细长管状或嵌丝细长条状；当药型型模8的型腔形状为异形薄片时，药型型模8的上端设置有导流挡药条9和溢药孔。

在一个实施例中，组合模具中还包括料浆容纳模具1，料浆容纳模具1为一端开口内部中空的容器。

料浆容纳模具1与逆流成型模具3在使用时相互配合，两者可以合模组合使用，也可以通过连接介质连接组合使用。

使用组合模具进行逆流成型，组合模具由逆流成型模具3和药型型模8组成。用于浇注的火炸药料浆2经过真空除气浇注入料浆容纳模具1空腔中，该过程主要目的是除去火炸药料浆夹带的气体，料浆容纳模具1内壁和逆流成型模具3外壁之间是配合结构，该配合结构在逆流成型模具3和料浆容纳模具1合模时起到导向定位作用，其配合间隙可根据浇注料浆2的性能以及装药药型进行调整。逆流成型模具3内部的空腔可以是所制备火炸药的药型型腔也可以容纳多个药型型模，将逆流成型模具3在一定压力下和浇注了料浆2的料浆容纳模具1合模，通过合模压力使料浆容纳模具1中的除气料浆2由下而上逆流通过逆流成型模具3内的药型型模的型腔，即可完成相应型腔精细型面的成型。

由于火炸药料浆具有一定危险性，为避免料浆容纳模具1和逆流成型模具3合模时摩擦发生危险，在一个实施例中，优选料浆容纳模具1和逆流成型模具3配合时，料浆容纳模具1内表面和逆流成型模具3的壳体外表面之间留有一定的间隙，一般情况下为1mm～3mm，由于最终型面成型在逆流成型模具3内的药型型模型腔内，只要能保证合模时有一定压力可迫使除气料浆2通过逆流成型模具3内药型型模的型腔即可达到本方法意图，两个模具之间的合模间隙大小只影响合模时药浆所受静压力大小，只要间隙不过大均不影响本方法实现。

在另一个实施例中，两个模具接触面不能同时使用钢等金属硬质材料，但为了便于脱模，逆流成型模具3的壳体一般情况下使用钢等硬质材料，并在钢等硬质材料表面涂刷脱模剂或表面使用聚四氟乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯等材料。

在一个实施例中，料浆容纳模具1及药型型模8可直接使用聚四氟乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯等材料制成。

在一个优选的实施例中，料浆容纳模具1可使用加压挤出浇注罐代替，即可将料浆2真空除气后浇注入一个可加压挤出浇注罐中，同时将逆流成型模具3底部封住仅留一个料浆2注入开口，将可加压挤出浇注罐与逆流成型模具3底部开口通过连接管相连，在与加压挤出浇注罐口连接的连接管的一端设置第一阀门，在与逆流成型模具3底部开口连接的连接管一端设置第二阀门，然后通过加压挤出料浆2至逆流成型模具3的药型型模的型腔内，同样可实现本方法逆流成型的目的。

在一个实施例中，使用橡胶材料制备加压挤出浇注罐，加压挤出浇注罐4的壳体外部套设热水加热套5，或对加压挤出浇注罐气动加压。

使用加压挤出浇注罐作为料浆容纳模具1，可减少合模压力对配合面料浆的刺激，降低安全风险。

本方案通过采用上述措施，保证了复杂精细药型逆流浇注过程的安全性。逆流成型模具3和料浆容纳模具1均为组合结构，在火炸药料浆2固化完全后可进行拆模除去，从而得到相应形状的火炸药。

下面通过实施例，对本制备浇注型火炸药的方法及模具使用进行说明。

实施例1

中空药片的合模浇注制造

目标：制造3mm厚丁羟引火药中空薄片，薄片尺寸为200mm*165mm，中心圆孔尺寸为Ф120mm。

步骤1，制造丁羟推进剂药浆并除气，使用85％固含量HTPB推进剂配方，配方基本组成为HTPB粘合剂体系：氧化剂AP：Al＝15:68:17。按照丁羟推进剂一般制药工艺进行组分称量，并使用立式行星混合机进行充分混合，得到浇注型丁羟推进剂药浆。使用复合推进剂通用真空浇注工艺在如图2所示的料浆容纳模具1中真空浇注2kg药浆，完成药浆除气；

步骤2，合模逆流成型：将如图1所示的逆流成型模具3压入如图2所示的浇注了料浆2的料浆容纳模具1中，通过施加外部压力完成合模，直至料浆3从逆流成型模具3中的药型型模8的型腔上部的挡药条9中心溢药孔中溢出；将合模后的组合模具放入烘房中硫化；

步骤3，脱模：如图4所示，将组合结构的料浆容纳模具1和逆流成型模具拆模，取出硫化完全的引火药药片成品，完成一组药片的制备。

实施例2

中空药片的加压逆流浇注制造

目标:制造3mm厚浇注型聚醚压裂药中空薄片，薄片尺寸为180mm*200mm。

步骤1,制造聚醚产气药药浆并除气，使用80％固含量聚醚产气药配方，配方基本组成为，聚醚粘合剂体系：混合硝酸酯增塑剂：氧化剂AP：硝铵＝8:12:55:25。按照复合推进剂一般制药工艺进行组分称量，并使用立式行星混合机进行充分混合，得到浇注型聚醚产气药药浆。使用复合推进剂通用真空浇注工艺在如图5所示的加压挤出浇注罐中真空浇注3kg药浆，完成药浆除气；

步骤2加压逆流成型：按图5所示的方法将加压挤出浇注罐4和逆流成型模具3的下端开口连接妥当，确保无料浆2泄漏点，开启加压挤出浇注罐4罐口的第一阀门6和逆流成型模具3下端的第二阀门7，在加压挤出浇注罐4上端施加一定压力，将料浆2压入逆流成型模具3中的药模型腔中，直至料浆2从逆流成型模具3的药型型模8的型腔上部的溢药孔中溢出。关闭逆流成型模具3下端的第二阀门7，并将其取下放入烘房中硫化；

步骤3脱模：将组合结构逆流成型模具拆模，取出硫化完全的产品药药片，完成一组药片制作。

实施例3

嵌银丝药条的逆流浇注制造

目标：制造高燃速HTPB推进剂圆棒状嵌银丝药条：药条直径Ф7mm，长度150mm，嵌银丝直径Ф0.3mm。

步骤1，预置银丝。类似图1所示的逆流成型模具，将逆流成型模具中的药模型腔制造为一系列7mm直径的半圆对接体，并在模具两端预留银丝定位孔，将该逆流成型模中预置Ф0.3mm银丝，并将银丝张紧；

步骤2：制造高燃速丁羟推进剂药浆并除气；

步骤3：加压逆流成型：按图5所示的方法将加压挤出浇注罐4和逆流成型模具3的下端开口连接妥当，确保无料浆2泄漏点，开启加压挤出浇注罐4罐口的第一阀门6和逆流成型模具3下端的第二阀门7，在加压挤出浇注罐4上端施加一定压力，将料浆2压入逆流成型模具3中的药模型腔中，直至料浆2从逆流成型模具3中的药型型模8的型腔上部的溢药孔中溢出。关闭逆流成型模具3下端的第二阀门7，并将其取下放入烘房中硫化；

步骤4，脱模：将组合结构逆流成型模具拆模，取出硫化完全的嵌银丝药条，完成一组嵌银丝细长药条制作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于制备浇注型火炸药的组合模具，其特征在于，包括：逆流成型模具和药型型模；

所述逆流成型模具包括内部中空的壳体及设于壳体底部的底部开口；

所述药型型模具有中空的型腔及设于型腔两端的开口；

所述逆流成型模具的壳体内部容纳有一个或多个药型型模，所述药型型模的一端开口与所述逆流成型模具的底部开口对接；

在外部压力作用下，预先在真空条件下排除了气体的料浆通过所述逆流成型模具的底部开口向上注入所述药型型模的型腔内部并填充满所述药型型模的型腔。

2.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所设逆流成型模具还可以是所述药型型模的组合体。

3.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，还包括料浆容纳模具，所述料浆容纳模具为一端开口内部中空的容器。

4.根据权利要求3所述的组合模具，其特征在于，所述料浆容纳模具的内表面轮廓与所述逆流成型模具壳体的外表面轮廓相互配合；合模时所述料浆容纳模具的内表面与所述逆流成型模具壳体的外表面之间具有间隙，优选间隙为1～3mm。

5.根据权利要求3所述的组合模具，其特征在于，所述料浆容纳模具及药型型模可由聚四氟乙烯，聚丙烯和高密度聚乙烯的一种或几种材料制备而成。

6.根据权利要求3所述的组合模具，其特征在于，所述料浆容纳模具为加压挤出浇注罐，所述加压挤出浇注罐的罐口通过连接管与所述逆流成型模具的底部开口连接；

所述加压挤出浇注罐的罐体外套设有保温夹套，所述保温夹套为水热夹套。

7.根据权利要求6所述的组合模具，其特征在于，在与所述加压挤出浇注罐的罐口连接的连接管一端设有第一阀门，在与所述逆流成型模具的底部开口连接的连接管一端设有第二阀门，所述加压挤出浇注罐中的料浆在外部压力挤压下被挤出并通过所述第一阀门和第二阀门，自下而上注入所述药型型模的型腔内部并填充满所述药型型模的型腔；

所述加压挤出浇注罐由橡胶材料制备而成；所述外部压力来自气动加压装置。

8.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，制作所述逆流成型模具壳体的材料为金属，在所述逆流成型模具壳体的内外表面刷涂脱模剂，聚四氟乙烯，聚丙烯和高密度聚乙烯中的一种或几种。

9.根据权利要求1至8任一项所述的组合模具，其特征在于，所述药型型模的型腔形状包括薄片状，异形中空薄片状，细长棒状，细长管状或嵌丝细长条状；当所述药型型模的型腔形状为异形薄片时，所述药型型模上端设置有导流挡药条和溢药孔。

10.一种制备浇注型火炸药的方法，其特征在于，利用如权利要求1至8任一项所述的组合模具制备浇注型火炸药。

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