CN114192963B - 核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核电级大面积强耐蚀不锈钢‑钢爆炸复合板的制备方法，通过板材表面处理、爆炸基座安装、爆炸复合体的安装、布设炸药、爆炸复合、后处理等步骤，使制得的不锈钢‑钢爆炸复合板在爆炸时结合率提高，显著提高贴合质量，结合率≥99％；而且降低了爆炸复合过程中板材开裂、破碎的问题，剪切强度可以达到200MPa以上，并具有大面积、耐腐蚀、高强度的特点，能够在特种材料加工或者核电级大面积复合板材产业化中广泛应用。

Description

核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法
技术领域
本发明涉及复合板制作技术领域，具体是核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法。
背景技术
爆炸复合的基本操作及原理是：基层、复层通过间隙均匀的支撑，保证复层和基层间的距离处处相等，然后根据复层的材质、规格选择合适的炸药在复层表面上铺放规定厚度炸药；在炸药爆轰的作用下，复层从起爆点开始局部的、加速向基层运动并以极大的速度与基层发生碰撞，从而使基层、复层粘合在一起并通过波纹咬合的方式形成一个整体。
采用爆炸复合技术可大大降低设备的制造成本，并且很好地利用了金属材料的优异性能。然而，目前的爆炸复合技术存在爆炸复合结合率低，复合面积小，产品质量不稳定的缺点，特别是对于核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备，这种问题更为严重，严重制约着核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、板材表面处理：准备两个大小相同的不锈钢板和钢板，并对不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理；
S2、爆炸基座安装：选择硬质地面作为爆炸场所，并首先铺设一层砂土，再在砂土上固定一块基座钢板，最后在基座钢板上铺设橡胶层，实现爆炸基座的安装；
S3、爆炸复合体的安装：首先将原料不锈钢板作为基板铺设在爆炸基座的胶层上，使不锈钢板的抛光面朝上；再在不锈钢基板上四周铺设若干个支撑块，并将钢板作为复板铺设在支撑块上，使钢复板的抛光面朝下，且不锈钢基板与钢复板的边沿处对齐；最后在钢复板的上表面涂覆一层黄油；
S4、布设炸药：在炸药盒内铺设好粉末乳化炸药，并将在炸药的一侧安插雷管和引线作为起爆点，再将炸药盒置于钢复板的黄油层上；
S5、爆炸复合：利用雷管和引线对炸药进行起爆，完成不锈钢基板与钢复板的爆炸复合，制得不锈钢-钢的爆炸复合板粗品；
S6、后处理：对不锈钢-钢的爆炸复合板粗品，进行切边、校平、打磨、检测合格后，制得核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板成品。
优选地，在S4步骤中，所述粉末乳化炸药的参数为：爆速≥3000m/s，密度为0.8～1.4g/cm3，爆热3500KJ/Kg，爆温2500℃，爆压500Mpa。
优选地，在S4步骤中，所述粉末乳化炸药的铺设厚度H的计算公式为：
H＝K1*(H1/2+L1/100)+K2*H0/8，
其中，K1为复板的材料密度系数，钢复板取7.85；H1为复板的厚度，单位mm；L1为复板中心点至复板最远边沿处的距离，单位mm；K2为基板的材料密度系数，不锈钢基板取7.93；H0为基板的厚度H2与复板的厚度H1的差值，单位mm。
优选地，基板的厚度H2与复板的厚度H1之间的关系为：2*H1≥H2≥H1/2。。
优选地，所述支撑块的厚度H2为4-6mm。
优选地，在S1步骤中，所述不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理后的表面粗糙度Ra≤2.5μm，并采用丙酮溶液超声清洗。
优选地，在S6步骤中，所述检测，具体采用超声波探伤检测并观察不锈钢-钢爆炸复合界面的结合情况，从而判断是否符合质量要求。
本发明的有益效果：
本发明的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，通过板材表面处理、爆炸基座安装、爆炸复合体的安装、布设炸药、爆炸复合、后处理等步骤，使制得的不锈钢-钢爆炸复合板在爆炸时结合率提高，显著提高贴合质量，结合率≥99％；而且降低了爆炸复合过程中板材开裂、破碎的问题，剪切强度可以达到200MPa以上，并具有大面积、耐腐蚀、高强度的特点，能够在特种材料加工或者核电级大面积复合板材产业化中广泛应用。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一种核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、板材表面处理：准备两个大小相同的不锈钢板和钢板，并对不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理，不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理后的表面粗糙度Ra≤2.5μm，并采用丙酮溶液超声清洗。
S2、爆炸基座安装：选择硬质地面作为爆炸场所，并首先铺设一层砂土，再在砂土上固定一块基座钢板，最后在基座钢板上铺设橡胶层，实现爆炸基座的安装；
S3、爆炸复合体的安装：首先将原料不锈钢板作为基板铺设在爆炸基座的胶层上，使不锈钢板的抛光面朝上；再在不锈钢基板上四周铺设若干个支撑块，并将钢板作为复板铺设在支撑块上，使钢复板的抛光面朝下，且不锈钢基板与钢复板的边沿处对齐；最后在钢复板的上表面涂覆一层黄油；
S4、布设炸药：在炸药盒内铺设好粉末乳化炸药，并将在炸药的一侧安插雷管和引线作为起爆点，再将炸药盒置于钢复板的黄油层上；所述粉末乳化炸药的参数为：爆速≥3000m/s，密度为0.8～1.4g/cm3，爆热3500KJ/Kg，爆温2500℃，爆压500Mpa；所述粉末乳化炸药的铺设厚度H的计算公式为：
H＝K1*(H1/2+L1/100)+K2*H0/8，
其中，K1为复板的材料密度系数，钢复板取7.85；H1为复板的厚度，单位mm；L1为复板径值即复板中心点至复板最远边沿处的距离，单位mm；K2为基板的材料密度系数，不锈钢基板取7.93；H0为基板的厚度H2与复板的厚度H1的差值，单位mm。
其中，基板的厚度H2与复板的厚度H1之间的关系为：2*H1≥H2≥H1/2。
S5、爆炸复合：利用雷管和引线对炸药进行起爆，完成不锈钢基板与钢复板的爆炸复合，制得不锈钢-钢的爆炸复合板粗品；
S6、后处理：对不锈钢-钢的爆炸复合板粗品，进行切边、校平、打磨、检测，制得核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板成品。其中检测具体采用超声波探伤检测并观察不锈钢-钢爆炸复合界面的结合情况，从而判断是否符合质量要求。
利用本发明的一种核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法制备不锈钢-钢爆炸复合板，通过若干次试验，其各项试验参数以及数据，见表一：
表一、若干次试验的各项试验参数以及数据
Figure BDA0003443552470000061
上述表一中的炸药厚度H通过计算公式计算而得。炸药厚度非常关键，其与炸药的参数相关，也决定着基板与复板的爆炸复合情况，炸药厚度铺设过低，基板与复板的爆炸复合贴合度不好；炸药厚度铺设过多，基板与复板的爆炸复合贴合度非常好，但是也易造成板材的开裂与破碎，同时也造成了炸药的浪费。
本发明的一种核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法制备不锈钢-钢爆炸复合板，通过检测超声波探伤、以及扫描电镜观察可知，不锈钢-钢爆炸复合界面成波浪状结合状态，而且结合牢固，结合率≥99％。对其进行剪切强度检测可知，其剪切强度均可以达到200MPa以上。
本发明的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，通过板材表面处理、爆炸基座安装、爆炸复合体的安装、布设炸药、爆炸复合、后处理等步骤，使制得的不锈钢-钢爆炸复合板在爆炸时结合率提高，显著提高贴合质量，而且降低了爆炸复合过程中板材开裂、破碎的问题，剪切强度可以达到200MPa以上，并具有大面积、耐腐蚀、高强度的特点，能够在特种材料加工或者核电级大面积复合板材产业化中广泛应用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、板材表面处理：准备两个大小相同的不锈钢板和钢板，并对不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理；
S2、爆炸基座安装：选择硬质地面作为爆炸场所，并首先铺设一层砂土，再在砂土上固定一块基座钢板，最后在基座钢板上铺设橡胶层，实现爆炸基座的安装；
S3、爆炸复合体的安装：首先将原料不锈钢板作为基板铺设在爆炸基座的胶层上，使不锈钢板的抛光面朝上；再在不锈钢基板上四周铺设若干个支撑块，并将钢板作为复板铺设在支撑块上，使钢复板的抛光面朝下，且不锈钢基板与钢复板的边沿处对齐；最后在钢复板的上表面涂覆一层黄油；
S4、布设炸药：在炸药盒内铺设好粉末乳化炸药，并将在炸药的一侧安插雷管和引线作为起爆点，再将炸药盒置于钢复板的黄油层上；
S5、爆炸复合：利用雷管和引线对炸药进行起爆，完成不锈钢基板与钢复板的爆炸复合，制得不锈钢-钢的爆炸复合板粗品；
S6、后处理：对不锈钢-钢的爆炸复合板粗品，进行切边、校平、打磨、检测合格后，制得核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板成品；
在S4步骤中，所述粉末乳化炸药的铺设厚度H的计算公式为：
H＝K1*(H1/2+L1/100)+K2*H0/8，
其中，K1为复板的材料密度系数，钢复板取7.85；H1为复板的厚度，单位mm；L1为复板中心点至复板最远边沿处的距离，单位mm；K2为基板的材料密度系数，不锈钢基板取7.93；H0为基板的厚度H2与复板的厚度H1的差值，单位mm。
2.权利要求1所述的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，在S4步骤中，所述粉末乳化炸药的参数为：爆速≥3000m/s，密度为0.8～1.4g/cm3，爆热3500KJ/Kg，爆温2500℃，爆压500Mpa。
3.权利要求1所述的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，基板的厚度H2与复板的厚度H1之间的关系为：2*H1≥H2≥H1/2。
4.权利要求1所述的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，所述支撑块的厚度H2为4-6mm。
5.权利要求1所述的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，在S1步骤中，所述不锈钢板的上表面、钢板的下表面进行抛光处理后的表面粗糙度Ra≤2.5μm，并采用丙酮溶液超声清洗。
6.权利要求1所述的核电级大面积强耐蚀不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，其特征在于，在S6步骤中，所述检测，具体采用超声波探伤检测并观察不锈钢-钢爆炸复合界面的结合情况，从而判断是否符合质量要求。
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