專利名稱：3Cr13-Cu(Al)-1Cr18Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量作為能源，使被 焊接的兩個金屬表面形成固相結(jié)合的金屬復(fù)合材料。屬于金屬復(fù)合材 料和爆炸焊接綜合技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
爆炸焊接技術(shù)及爆炸復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于石油、化工、造船、 電力、航空、航天、制鹽、制堿、冶金、原子能、采掘、運輸、及機 械制造等各個領(lǐng)域之中。
不銹鋼、鐵等金屬材料的熱導(dǎo)率小、傳熱不均勻，用這類金屬材 料制造鍋，由于熱導(dǎo)率小會浪費能源，由于傳熱不均勻不僅會產(chǎn)生大 量的油煙而且會使食物焦糊。如使用鋁、銅等有色金屬制鍋，鋁的強 度小壽命低，而銅的價格高，均不是理想的鍋用材料。所以國外如德 國一般采用雙層不銹鋼中間夾鋁或銅的方法制成鍋用復(fù)合材料，用這 種三層復(fù)合材料制造的鍋，具有鋁和不銹鋼兩類金屬的綜合特點，不 僅無油煙、焦糊、節(jié)能，而且壽命高、美觀。這種三層復(fù)合材料制造 工藝非常復(fù)雜，國外一般采用軋制的方法制造，但軋制生產(chǎn)的復(fù)合材 料不僅制造成本高、而且界面的結(jié)合強度低。若采用爆炸焊接的方 法制造三層節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料，也存在以下幾個技術(shù)難點。
1、由于鍋用復(fù)合材料一般厚度不超過6mm，則在爆炸焊接過程 中，要合理控制裝藥參數(shù)，保證復(fù)合材料不會產(chǎn)生較大的變形。2、 三層復(fù)合材料一次爆炸焊接成型難度大。若采用兩次爆炸焊 接，則大大提高了加工成本。
3、 由于兩邊復(fù)層厚度都小于lmm，復(fù)板在爆炸焊接過程中易產(chǎn) 生穿孔、燒蝕以及打皺等表面缺陷。因此鍋用復(fù)合材料的爆炸復(fù)合的 表面保護問題也是非常重要的。
本發(fā)明通過控制裝藥參數(shù)、采用一次爆炸焊接方法成功實現(xiàn)了 3Crl3- Cu (Al) -1Crl8Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的焊接，不 僅大大降低了成本、提高了復(fù)合材料界面結(jié)合強度，取代了國外進口 的材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對3Crl3-Cu (Al) -1Crl8Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用金屬復(fù)合材 料爆炸焊接過程中出現(xiàn)的幾個主要問題，本發(fā)明通過理論研究和多次 試驗成功克服了上述幾個技術(shù)難題，從而形成了一套完善的3Crl3-Cu (Al) -1Crl8Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接技術(shù)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案
1、低爆速低猛度低爆熱炸藥配方及裝藥厚度設(shè)計。由于復(fù)材不 銹鋼厚度一般小于1毫米，采用現(xiàn)有的粉狀硝銨乳化炸藥，即使用最 低臨界裝藥厚度，也會由于爆壓太高而使得鍋用復(fù)合材料出現(xiàn)大波紋 甚至出現(xiàn)復(fù)材破裂現(xiàn)象而導(dǎo)致焊接失效。本發(fā)明采用粉狀硝銨乳化炸 藥為主原料，并按一定比例添加食鹽、珍珠巖、鋸粉，確保配方的炸 藥其爆速在1800m/s左右(選用粉狀硝銨乳化炸藥，并按比例添加占 總質(zhì)量28%的粉狀工業(yè)鹽、3-4%的珍珠巖和2%的鋸粉)，其爆熱、 猛度性能均較低適用于三層鍋用金屬復(fù)合材料的爆炸焊接。2、 三層鍋用復(fù)合材料爆炸焊接變形問題。由于復(fù)材和基材都很 薄，爆炸焊接后復(fù)合材料會產(chǎn)生較大的變形而導(dǎo)致焊后須要校平，由 于薄板校平難度大而且成本高昂。因此在爆炸焊接薄板時，盡量要使 得復(fù)合材料不會產(chǎn)生較大和不規(guī)則變形。 一般先用深1米左右的沙子 作為地基，并采用一定厚度的鋼基保證復(fù)合材料在爆炸焊接過程中不 會產(chǎn)生翹曲變形。
3、 復(fù)材表面保護問題。由于復(fù)材太薄，在爆炸焊接過程中往往 會使復(fù)板表面破壞而導(dǎo)致焊接失效。先在復(fù)板表面封上一層黃油，并 用一定厚度的軟紙作為藥盒貼在復(fù)板表面。其次，間隙也會使復(fù)板產(chǎn) 生穿孔，因此間隙的安放位置以及間隙材料的選擇非常關(guān)鍵。 一般選 用比復(fù)材軟的金屬作為間隙，M型間隙的開口方向與炸藥爆轟的方向 一致。
具體實施例方式
實施例1
制作規(guī)格為500 X 500 X ( 0.5+5+0.5 )，材料為3Crl3-Cu-lCrl8Ni9Ti無油煙鍋用復(fù)合材料。其生產(chǎn)方法為
1、 爆前預(yù)處理工藝對待結(jié)合界面用砂輪和布輪打磨、拋光， 除去表面的氧化物層，達到平、光、凈的目的；確定基、復(fù)板以及布 藥尺寸時，復(fù)板比基板四周邊各長20mm，布藥尺寸同復(fù)板；基、復(fù) 板安裝前用丙酮洗刷兩待結(jié)合面，以消除表面的塵土和油漬等污物。
2、 低爆速低猛度低爆熱炸藥配方選用粉狀銨油乳化炸藥，并 按比例添加占總質(zhì)量28%的粉狀工業(yè)鹽、3_4%的珍珠巖和2%的鋸粉，其炸藥爆速在1800m/s左右，其炸藥的猛度和爆熱都較低，適宜 于該鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接。
3、 爆炸焊接基礎(chǔ)制作先用深1米左右的沙子作為地基，并在 沙基上放置80mm厚度的鋼基，待復(fù)合材料放置在鋼基上，可保證復(fù) 合材料在爆炸焊接過程中不會產(chǎn)生大的翹曲變形。
4、 復(fù)材表面保護先在兩塊復(fù)板表面封上一層黃油，并用一定 厚度的軟紙作為藥盒貼在復(fù)板表面。選用比復(fù)材軟的金屬黃銅片制作 間隙，其間隙的開口方向與炸藥爆轟的方向一致。保證在爆炸焊接時 復(fù)板不會產(chǎn)生穿孔現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、3Cr13-Cu(Al)-1Cr18Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接，其特征是采用低爆速低猛度低爆熱炸藥配方、基礎(chǔ)的設(shè)置、復(fù)層表面保護三項關(guān)鍵技術(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3Crl3- Cu (Al) "Crl8Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接炸藥，其特征是選用粉狀硝銨乳化炸藥 為主炸藥，并按比例添加占總質(zhì)量28%的粉狀工業(yè)鹽、3-4%的珍珠 巖和2%的鋸粉，其炸藥爆速在1800m/s左右，其炸藥的猛度和爆熱 都較低，適宜于該鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3Crl3- Cu (Al) -1Crl8Ni9Ti節(jié)能無 油煙鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接基礎(chǔ)，其特征是爆炸焊接基礎(chǔ)先用深1 米左右的沙子作為地基，并采用80mm厚度的鋼基保證復(fù)合板在爆炸 過程中不會產(chǎn)生翹曲變形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3Crl3- Cu (Al) "Crl8Ni9Ti節(jié)能無 油煙鍋用復(fù)合材料的爆炸焊接復(fù)層表面保護技術(shù)，其特征是先在復(fù)板 表面封上一層黃油，并用一定厚度的軟紙作為藥盒貼在復(fù)板表面；其 次，選用比復(fù)材軟的金屬材料制作間隙，其間隙的開口方向與炸藥爆 轟的方向一致。
全文摘要
本發(fā)明通過炸藥配方優(yōu)化、焊接基礎(chǔ)設(shè)計以及雙復(fù)層表面保護三項關(guān)鍵技術(shù)，采用一次爆炸焊接方法成功實現(xiàn)了3Cr13-Cu(Al)-1Cr18Ni9Ti節(jié)能無油煙鍋用復(fù)合材料的焊接，大大降低了成本、提高了復(fù)合材料界面結(jié)合強度，可取代國外進口的材料。
文檔編號B23K20/06GK101536867SQ200910026378
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者史長根 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院