高能炸药爆炸加载喷涂微米钨粉技术

高能炸药爆炸加载喷涂微米钨粉技术,是利用高能炸药爆炸加载作用,通过爆轰波和高压的爆轰产物驱动涂层钨粉末高速撞击基体,使涂层微米钨粉依次附着在基体表面,从而实现制备涂层的加工工艺,它是爆炸加工技术和涂覆技术的结合,是爆炸喷涂技术的升级版。

爆炸加载喷涂微米钨粉图片

钨是一种最常用的耐高温材料,钨涂层主要用于航空、航天、核能、机械等工业领域的装备关键摩擦运动副零部件表面耐磨防护。由于钨单质的特性特殊,钨涂层制备的难度较大。

高能炸药爆炸加载喷涂技术的基本过程可以分为三个阶段: ① 炸药爆炸 利用雷管起爆铺设于涂层粉末表面的炸药,随着爆轰波的传播炸药依次爆轰,类似于爆炸焊接中的滑移爆轰波,形成了高温、高压的爆轰产物;② 粉末飞行 涂层粉末在爆轰波和高速膨胀的爆轰产物作用下快速向下运动,可以达到较高的速度。通过合理筛选炸药类型,控制涂层粉末和基体之间的距离能有效控制涂层粉末着靶速度达到与基体结合的最佳速度域; ③ 板粉结合经过加热和加速的涂层粉末颗粒与基体高速碰撞,通过较大的塑性变形或热熔合,二者牢固地结合在一起。

有学者尝试用高能炸药爆炸喷涂制备钨涂层,以微米钨粉为原材料,选用黑索今基炸药压装药柱,药柱尺寸为Ф50 mm × 50 mm,爆速 8200 m/s,基板为 2A12 铝板,尺寸为 Ф300 mm×5 mm。钨粉的粒度为5~10 μm,纯度为 99. 98%,质量为 150 g。为了保证钨粉有较高的着板速度,因此设置炸高为750 mm 和400mm。喷涂前铝板表面进行打磨处理,使其表面具有一定的粗糙度,能提高铝板的表面积,有利于与钨粉的结合。

爆炸喷涂时,炸药爆炸形成的冲击波和爆轰产物驱动钨粉高速撞向铝板,铝板和钨粉之间发生了严重的塑性形变,形成了机械咬合,最终形成了涂层。研究发现,钨粉在喷涂过程中,颗粒既没有完全融化,也没有长大,最后制备的钨涂层厚度均匀,孔隙率约为3%,表现出良好的致密性,涂层效果非常理想。

爆炸加载喷涂微米钨粉图片

用高能炸药爆炸加载喷涂钨涂层具有优越的工艺性、较好的均匀性和致密性,虽然现在还有很多人对这种技术的概念一知半解,但毫无疑问的是,这种涂覆技术具有非常广阔的发展前景。

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