JP2006055876A - 爆発圧着方法及びクラッド材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】爆薬5の爆発エネルギーを用いて合せ材2と母材4を接合させる爆発圧着方法において、爆薬5を合せ材2と1mm〜100mmの間隔を設けて配置したことを特徴とする爆発圧着方法。
【選択図】図2
Description
荒木、「爆発接合法の原理と新しい適用例」、ジョイテック、1990年11月、第6巻、第11号、p.97−103
すなわち本発明は、下記の通りである。
(1)爆薬の爆発エネルギーを用いて合せ材と母材を接合させる爆発圧着方法において、爆薬を合せ材と1mm〜100mmの間隔を設けて配置したことを特徴とする爆発圧着方法。
(2)爆薬と合せ材の間隔保持のために、合せ材よりも密度の小さい固体、液体、気体、又はこれらの組み合わせからなる物質を配置したことを特徴とする(1)記載の爆発圧着方法。
(3)合せ材が、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、タンタル、タンタル合金、銅、銅合金、ニオブ、ニオブ合金、タングステン、タングステン合金、金、または銀からなることを特徴とする(1)又は(2)記載の方法で製作された爆発圧着クラッド材。
[実施例1]
板厚20mm、幅1500mm、長さ3000mm、引張り強さ1200MPaの高張力鋼1を合せ材として、同じ幅・長さで板厚30mm、引張り強さ1500MPaの高張力鋼2の母材上に10mmの間隔を保持して配置した。爆薬と合せ材の間隔保持材として、3mm幅に切断した直径5mmのステンレス製パイプを介して厚さ1mmのボール紙を合せ材上一面に配置した。この上に低爆速粉状爆薬を90kg/m2載せ一端より起爆しクラッドを製作した。超音波探傷法により接合状態を確認したところ起爆側の一部を除いて全面接合であり、その接合界面は爆発圧着クラッド特有の規則正しい良好な波形を示していた。
爆薬を直接、合せ材上に配置した以外は全て実施例1と同じ条件で爆発圧着を行った。その結果、起爆側に非接合範囲が広く発生し、接合部の接合界面も波形が無く線上の接合であり衝突エネルギーが不足していたことが確認された。
板厚2mm、幅300mm、長さ500mmのニオブを合せ材として、同じ幅・長さで板厚10mmの無酸素銅の母材上に2mmの間隔を保持して配置した。爆薬と合せ材の間隔保持として厚さ20mmの水の入ったビニール製の容器を合せ材上一面に配置しその上に12kg/m2の爆薬を装填した。爆発圧着後のクラッドは全面接合であり、接合界面には合金塊も無く、50μm以下の波高の規則正しい波が生成していた。接合界面の加工硬化層は、合せ材・母材共に接合界面から0.2mmの範囲内であり、その硬さは最大で爆着前の素材の約1.5倍であった。その後の板厚3mmまで冷間圧延を行ったが剥離は生じなかった。
水の入ったビニール製容器の代わりに、表面保護材として合せ材上に貼り付けた厚さ0.1mmのSPVシートを介して爆薬を配置した。その他は実施例2と全て同じ条件で爆発圧着を行った結果、接合界面には多数の合金塊が介在し、更に300μmを超える波高の波が形成されていた。接合界面の加工硬化層は、合せ材、母材共に接合界面から約0.7mmの範囲まで及んでおりその硬さは最大で爆着前素材の約2.5倍まで達していた。その後6mmまで冷間圧延を行った時点で接合面の剥離が生じたため圧延は中止した。
爆発圧着で接合が難しい、Zr/Steelの組み合わせで本方法を適用した。
厚さ3mm、サイズ2000mm×2000mmのZrを合せ材とし、同じ幅・長さで板厚20mmのsteel(SA516GR70)の母材上に5mmの間隔を保持して配置した。爆薬と合せ材の間隙保持材として厚さ15mmの発泡スチロールを合せ材全面に用いその上に爆薬を配置した。爆発圧着後のクラッドは全面圧着であり、接合界面は物性に悪影響を与え、従来法において除去することの出来なかった合金塊の生成が抑えられていた。
2.合せ材
3.支持物(合せ材と母材の間隔を保持するために使用)
4.母材
5.爆薬
6.間隔保持材(爆薬と合せ材の間隔を保持するために使用)
Claims (3)
- 爆薬の爆発エネルギーを用いて合せ材と母材を接合させる爆発圧着方法において、爆薬を合せ材と1mm〜100mmの間隔を設けて配置したことを特徴とする爆発圧着方法。
- 爆薬と合せ材の間隔保持のために、合せ材よりも密度の小さい固体、液体、気体、又はこれらの組み合わせからなる物質を配置したことを特徴とする請求項1記載の爆発圧着方法。
- 合せ材が、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、タンタル、タンタル合金、銅、銅合金、ニオブ、ニオブ合金、タングステン、タングステン合金、金、または銀からなることを特徴とする請求項1又は2記載の方法で製作された爆発圧着クラッド材。
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