高能炸藥爆炸載入噴塗微米鎢粉技術
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- 发布于 2017年8月10日 星期四 10:16
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高能炸藥爆炸載入噴塗微米鎢粉技術,是利用高能炸藥爆炸載入作用,通過爆轟波和高壓的爆轟產物驅動塗層鎢粉末高速撞擊基體,使塗層微米鎢粉依次附著在基體表面,從而實現製備塗層的加工工藝,它是爆炸加工技術和塗覆技術的結合,是爆炸噴塗技術的升級版。
鎢是一種最常用的耐高溫材料,鎢塗層主要用於航空、航太、核能、機械等工業領域的裝備關鍵摩擦運動副零部件表面耐磨防護。由於鎢單質的特性特殊,鎢塗層製備的難度較大。
高能炸藥爆炸載入噴塗技術的基本過程可以分為三個階段: ① 炸藥爆炸 利用雷管起爆鋪設于塗層粉末表面的炸藥,隨著爆轟波的傳播炸藥依次爆轟,類似於爆炸焊接中的滑移爆轟波,形成了高溫、高壓的爆轟產物;② 粉末飛行 塗層粉末在爆轟波和高速膨脹的爆轟產物作用下快速向下運動,可以達到較高的速度。通過合理篩選炸藥類型,控制塗層粉末和基體之間的距離能有效控制塗層粉末著靶速度達到與基體結合的最佳速度域; ③ 板粉結合經過加熱和加速的塗層粉末顆粒與基體高速碰撞,通過較大的塑性變形或熱熔合,二者牢固地結合在一起。
有學者嘗試用高能炸藥爆炸噴塗製備鎢塗層,以微米鎢粉為原材料,選用黑索今基炸藥壓裝藥柱,藥柱尺寸為Ф50 mm × 50 mm,爆速 8200 m/s,基板為 2A12 鋁板,尺寸為 Ф300 mm×5 mm。鎢粉的細微性為5~10 μm,純度為 99. 98%,品質為 150 g。為了保證鎢粉有較高的著板速度,因此設置炸高為750 mm 和400mm。噴塗前鋁板表面進行打磨處理,使其表面具有一定的粗糙度,能提高鋁板的表面積,有利於與鎢粉的結合。
爆炸噴塗時,炸藥爆炸形成的衝擊波和爆轟產物驅動鎢粉高速撞向鋁板,鋁板和鎢粉之間發生了嚴重的塑性形變,形成了機械咬合,最終形成了塗層。研究發現,鎢粉在噴塗過程中,顆粒既沒有完全融化,也沒有長大,最後製備的鎢塗層厚度均勻,孔隙率約為3%,表現出良好的緻密性,塗層效果非常理想。
用高能炸藥爆炸載入噴塗鎢塗層具有優越的工藝性、較好的均勻性和緻密性,雖然現在還有很多人對這種技術的概念一知半解,但毫無疑問的是,這種塗覆技術具有非常廣闊的發展前景。
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