CN114044728B - 一种高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用,属于炸药领域。本发明提供了一种高锰钢硬化用挠性炸药,包括黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为(84~87):(9.5~11):(2.5~3):(2~3),所述粘结剂溶液包括于120#溶剂汽油和聚异丁烯,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:4.5~6.5。本发明中黑索今(环三亚甲基三硝胺,RDX)的含量低,避免了RDX含量过高,爆速、爆压、爆温过高,在爆炸硬化过程中目标辙叉爆炸硬化后硬化表面易出现内部裂纹,且不同位置的爆炸效果一致性较差的问题,使爆炸过程稳定。

Description

一种高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及炸药技术领域,尤其涉及一种高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用。
背景技术
爆炸加工过程是炸药化学能转化为机械能的过程。由于炸药爆炸是快速过程,所以与常规加工方法(例如液压、冲压)相比,爆炸加工具有压力大、变形速度大、加工时间短,因而功率亦大的特点,所以是一种高效率的加工方法。高锰钢具有高韧耐磨、起始硬度低的特点,当火车车轮碾压辙叉时,一般要经过几个月的初期磨损并伴随压溃现象,才能使磨损逐渐稳定,导致辙叉过早磨耗到限,影响其使用寿命。目前最佳的硬化处理方法就是通过爆炸冲击波使高锰钢内部晶体结构位错和层错,实现高锰钢的表面硬化。
现有技术中使用的爆炸硬化用橡胶炸药中环三亚甲基三硝胺的含量高,爆速、爆压、爆温过高,在爆炸硬化过程中不同位置的爆炸效果一致性较差,存在爆炸过程不稳定的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用。本发明提供的挠性炸药在爆炸硬化过程中不同位置的爆炸效果一致性好,爆炸过程稳定。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种高锰钢硬化用挠性炸药,包括黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为(84~87):(9.5~11):(2.5~3):(2~3),所述粘结剂溶液包括于120#溶剂汽油和聚异丁烯,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:4.5~6.5。
优选地,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为85:10:3:2。
优选地,所述聚异丁烯的重均分子量为9万~10万。
优选地,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:5。
本发明还提供了上述技术方案所述的高锰钢硬化用挠性炸药的制备方法,包括以下步骤:
将聚异丁烯与120#溶剂汽油混合,得到粘结剂溶液;
将所述粘结剂溶液、黑索今、癸二酸二辛酯和石墨捏合,得到所述高锰钢硬化用挠性炸药。
优选地,所述捏合的时间为25分钟以上。
优选地,所述捏合后还包括依次进行压制、干燥和切割。
优选地,所述压制的次数为10~15次。
优选地,所述干燥为自然晾干。
本发明还提供了上述技术方案所述的高锰钢硬化用挠性炸药在爆破整形和毛坯加工处理中的应用。
本发明提供了一种高锰钢硬化用挠性炸药,包括黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为(84~87):(9.5~11):(2.5~3):(2~3),所述粘结剂溶液包括于120#溶剂汽油和聚异丁烯,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:4.5~6.5。本发明中黑索今(环三亚甲基三硝胺,RDX)的含量低,避免了RDX含量过高,爆速、爆压、爆温过高,在爆炸硬化过程中目标辙叉爆炸硬化后硬化表面易出现内部裂纹,且不同位置的爆炸效果一致性较差的问题,使爆炸过程稳定;本发明提高了粘结剂和癸二酸二辛酯的含量,保证了对黑索今的包覆效果;粘结剂溶液中聚异丁烯无毒性、刺激性和过敏性,热稳定和存储稳定性良好,使用时易于乳化,是一种优良的粘结剂,聚异丁烯的分子量越大,其粘结性越好,但随着分子量的增加,其溶解难度和使用性均提高,本发明为充分发挥聚异丁烯的优良性质,使聚异丁烯和120#溶剂汽油以1:4.5~6.5混合制备粘结剂溶液最佳,促进挠性炸药的塑性,以癸二酸二辛酯作为增塑剂提高挠性炸药的耐低温性。且本发明中添加了导静电剂石墨,使原料积压过程中产生的静电导出,提高了制备过程的安全性,不易发生爆炸事故。
且本发明提供的高锰钢硬化用挠性炸药的爆速低,可以保证爆炸硬化后高锰钢内部晶体结构不受破坏,爆速太高反而影响硬化质量。
且本发明所用原材料都为无毒或低毒,对人体伤害较小,且来源广泛,价格较低。
本发明还提供了上述技术方案所述高锰钢硬化用挠性炸药的制备方法,本发明提供的制备方法工艺稳定可靠,安全性高,适于进行规模化工业生产。
本发明提供的高锰钢硬化用挠性炸药组分均匀,产品一致性、爆炸性能(见附表1)好,不仅使用于高锰钢表面爆炸硬化处理,也可适用于爆破整形、毛坯加工处理等爆炸加工领域。
表1高锰钢硬化用挠性炸药性能指标
Figure BDA0003362374810000031
具体实施方式
本发明提供了一种高锰钢硬化用挠性炸药,包括黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为(84~87):(9.5~11):(2.5~3):(2~3),所述粘结剂溶液包括于120#溶剂汽油和聚异丁烯,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:4.5~6.5。
在本发明中,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比优选为85:10:3:2。本发明中,所述癸二酸二辛酯为增塑剂,能够提高挠性炸药的耐低温性(-40~10℃可正常稳定使用);所述石墨为导静电剂。
在本发明中,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比优选为1:5。
在本发明中,所述聚异丁烯的重均分子量优选为9万~10万。本发明中,所述聚异丁烯无毒性、刺激性和过敏性,热稳定和存储稳定性良好,使用时易于乳化,是一种优良的粘结剂,聚异丁烯的分子量越大,其粘结性越好,但随着分子量的增加,其溶解难度和使用性均提高,为充分发挥聚异丁烯的优良性质,聚异丁烯和120#溶剂汽油以1:4.5~6.5混合制备的粘结剂溶液可促进挠性炸药的塑性。
本发明还提供了上述技术方案所述的高锰钢硬化用挠性炸药的制备方法,包括以下步骤:
将聚异丁烯与120#溶剂汽油混合,得到粘结剂溶液;
将所述粘结剂溶液、黑索今、癸二酸二辛酯和石墨捏合,得到所述高锰钢硬化用挠性炸药。
本发明将聚异丁烯与120#溶剂汽油混合,得到粘结剂溶液。本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
得到粘结剂溶液后,本发明将所述粘结剂溶液、黑索今、癸二酸二辛酯和石墨捏合,得到所述高锰钢硬化用挠性炸药。本发明对所述捏合的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中,所述捏合的时间优选为25分钟以上。
在本发明中,所述捏合后的物料优选为团状,直至无明显白色粉末,药团呈粉红色,可见丝状连接。
在本发明中,所述捏合后优选还包括依次进行压制、干燥和切割。
在本发明中,所述压制的次数优选为10~15次,所述压制的作用是保证厚度,同时使表面光洁度和组分分布一致性得到提高,所述压制所得药品优选呈黑色光滑片状,无肉眼可见白色区域。
在本发明中,所述干燥优选为自然晾干。
所述干燥后,本发明优选将所得干燥产物切割成指定形状,得到所述高锰钢硬化用挠性炸药。
本发明还提供了上述技术方案所述的高锰钢硬化用挠性炸药在爆破整形和毛坯加工处理中的应用。本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明,下面结合实例对本发明提供的高锰钢硬化用挠性炸药及其制备方法和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种高锰钢硬化用挠性炸药,是采用如下工艺制得的:(a)制备粘结剂溶液。将粘结剂溶于120#溶剂汽油中,粘结剂为聚异丁烯(重均分子量9万~10万),聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:5;(b)将黑索今、粘结剂溶液、增塑剂、导静电剂捏合均匀呈团状,增塑剂为癸二酸二辛酯,导静电剂为石墨,黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为85:10:3:2;(c)药团反复压制3次成需要厚度的片状;(d)自然晾干;(e)将药片切割成指定形状,得到高锰钢硬化用挠性炸药。
对本实施例制得的高锰钢硬化用挠性炸药进行性能测试,结果如下:
外观:黑色片状固体,表面无肉眼可见瑕疵
撞击感度:0%
摩擦感度:0%
爆速:6750m/s,说明本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果好。
高锰钢三次预处理表面硬度:320HBW,说明高锰钢内部未出现裂纹,即本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果一致性好,爆炸稳定性佳。
实施例2
一种高锰钢硬化用挠性炸药,是采用如下工艺制得的:(a)制备粘结剂溶液。将粘结剂溶于120#溶剂汽油中,粘结剂为聚异丁烯(重均分子量9万~10万),聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:4.5;(b)将黑索今、粘结剂溶液、增塑剂、导静电剂捏合均匀呈团状;(c)药团反复压制3次成需要厚度的片状;(d)自然晾干;(e)将药片切割成指定形状,得到高锰钢硬化用挠性炸药,增塑剂为癸二酸二辛酯,导静电剂为石墨,黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为85:9.5:2.5:3;将添加剂混合体系与炸药。
对本实施例制得的高锰钢硬化用挠性炸药进行性能测试,结果如下:
外观:黑色片状固体,表面无肉眼可见瑕疵
撞击感度:0%
摩擦感度:0%
爆速:6750m/s,说明本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果好。
高锰钢三次预处理表面硬度:335HBW,说明高锰钢内部未出现裂纹,即本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果一致性好,爆炸稳定性佳。
实施例3
一种高锰钢硬化用挠性炸药,是采用如下工艺制得的:(a)制备粘结剂溶液。将粘结剂溶于120#溶剂汽油中,粘结剂为聚异丁烯(重均分子量9万~10万),聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:6.5;(b)将黑索今、粘结剂溶液、增塑剂、导静电剂捏合均匀呈团状;(c)药团反复压制3次成需要厚度的片状;(d)自然晾干;(e)将药片切割成指定形状,得到高锰钢硬化用挠性炸药,增塑剂为癸二酸二辛酯,导静电剂为石墨,黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为85.5:9.5:2.5:2.5。
对本实施例制得的高锰钢硬化用挠性炸药进行性能测试,结果如下:
外观:黑色片状固体,表面无肉眼可见瑕疵
撞击感度:0%
摩擦感度:0%
爆速:6820m/s,说明本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果好。
高锰钢三次预处理表面硬度:340HBW,说明高锰钢内部未出现裂纹,即本实施例高锰钢硬化用挠性炸药不同位置的爆炸效果一致性好,爆炸稳定性佳。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高锰钢硬化用挠性炸药,其特征在于,具体为黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨,所述黑索今、粘结剂溶液、癸二酸二辛酯和石墨的质量比为85.5:9.5:2.5:2.5,所述粘结剂溶液包括于120#溶剂汽油和聚异丁烯,所述聚异丁烯与120#溶剂汽油的质量比为1:6.5;所述聚异丁烯的重均分子量为9万~10万。
2.权利要求1所述的高锰钢硬化用挠性炸药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将聚异丁烯与120#溶剂汽油混合,得到粘结剂溶液;
将所述粘结剂溶液、黑索今、癸二酸二辛酯和石墨捏合,得到所述高锰钢硬化用挠性炸药。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述捏合的时间为25分钟以上。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述捏合后还包括依次进行压制、干燥和切割。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述压制的次数为10~15次。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述干燥为自然晾干。
7.权利要求1所述的高锰钢硬化用挠性炸药在爆破整形和毛坯加工处理中的应用。
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