【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩的方法，属于特种制造。
技术介绍
1、目前，药型罩的研究主要集中在材料与结构两个方面，对药型罩的材料与结构进行优化可以有效提升聚能射流的侵彻性能或爆炸成型弹丸(efp)的后效毁伤能力；在聚能射流形成过程中，药型罩内层少部分金属形成主要的射流，而外层金属会形成对破甲不利的杵体，因此设计并制备一种双层或多层(层数≥3)药型罩，内层采用高塑性、大密度的金属材料，如铜或铜合金，中间层和外层使用低密度、低阻抗的材料，这样在内层金属可以保证射流形成质量的前提下，可以使外层材料起到传递及增加压力的作用，提升破甲能力，多层药型罩成为药型罩的前沿研究中一个非常重要的研究方向。
2、但是，受限于制造工艺，双层或多层药型罩的制备具有较大挑战。专利申请cn115338422a公开了一种提高毁伤后效压力的多层药型罩涂层的增材制造方法，所述方法使用冷喷涂工艺来制备多层药型罩，然而冷喷涂制备的外层药型罩仍属于粉末成形，其塑性较差，同时，冷喷涂成形的多层材料界面结合强度较低，这些在聚能效应中是不利的。专利申请cn110315053a公开了一种铝铜复合材料药型罩的成形方法，所述方法利用在铜药型罩外侧浇注铝层的方法制备了铝/铜双层药型罩，但是所述方法仅适宜于浇注熔点低的铝材料，对于熔点较高的钛、铁等材料较为困难，同时，采用浇注方法制备的双金属材料一般很难满足两种金属较好润湿性的条件。
3、爆炸焊接是一种固相连接技术，它是以爆炸物为能源，利用爆炸时产生的冲击波使两种或多种材料高速碰撞，并在
4、旋压成形是利用旋压工具使旋转的坯料产生塑性变形，并逐渐形成回转件的工艺方法。目前，旋压成形已成为普通单层药型罩加工的重要工艺。虽然爆炸焊接和旋压成形是两种相对成熟的工艺，但是由于金属板在旋压成形过程中会经受巨大的塑性变形，因此对爆炸焊接制备得到的复合板整体界面的强度和塑性都具有较高要求，因此尚未见到采用爆炸焊接和旋压成型工艺结合制备多层药型罩的报道。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法首先利用爆炸焊接技术制备界面强塑性匹配的多层金属复合板，再利用旋压成形技术制备多层药型罩，所述方法制备的多层药型罩具有界面结合强度高、组织均匀性好等优势，在制备多层药型罩领域具有极大应用潜力。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
3、一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法包括以下步骤：
4、(1)爆炸焊接：将外层基板、中间层夹板和外层飞板依次叠放在水平面上，各层之间设置支撑柱以调节层间距；沿飞板上表面边缘安装闭合的炸药框，向炸药框中装填粉末状工业炸药至与炸药框高度平齐，炸药框高度即为装药高度，引爆炸药完成基板-中间层-飞板的爆炸焊接，得到爆炸焊接复合板；
5、爆炸焊接工艺参数如下：基板、夹板和飞板的厚度分别独立为0.5～2mm，并且飞板和夹板之间的层间距为飞板厚度的1.5～2倍；夹板和基板之间的层间距为夹板厚度的1.5～2倍；炸药框高度(h)为15～40mm，炸药爆速(d)为2100～2800m/s；
6、所述各层板材为药型罩
中常规金属板材；
7、(2)旋压成形：根据多层药型罩所需尺寸，切割步骤(1)得到的爆炸焊接复合板并进行旋压成形，旋压的工艺参数如下：主轴转速8000～10000r/min，进给量为0.04～0.08mm，得到多层药型罩。
8、优选的，步骤(1)中所述药型罩的内层、中间层和外层板材的声阻抗依次降低；步骤(1)中得到的爆炸焊接复合板的界面剪切强度不低于各层板材中，界面剪切强度最低的板材的界面剪切强度的2/3，塑性不低于各层板材中，塑性最低的板材的塑性的2/3，抗弯强度大于各层板材的抗弯强度。
9、优选的，对步骤(1)得到爆炸焊接复合板进行退火处理，退火温度为300～500℃，保温时间为0.5～5h，随炉冷却。
10、优选的，步骤(1)所述粉末状工业炸药为膨化硝铵，向所述粉末状工业炸药中插入雷管，通过点燃雷管引爆炸药，还可以向膨化硝铵中加入珍珠岩粉末作为惰性物质来调节炸药爆速。
11、优选的，所述外层基板为铝板，中间层夹板为钢板或钛板，内层飞板为铜板；基板、夹板和飞板的长、宽尺寸完全相同，厚度尺寸根据目标产品多层药型罩所述厚度进行选择；所述基板、夹板和飞板在爆炸焊接前进行了表面抛光处理，并用无水乙醇清洗。
12、优选的，炸药框高度(h)为15～20mm，炸药爆速(d)为2300～2600m/s，装药密度为0.7～0.8g/cm3；对步骤(1)得到的爆炸焊接复合板进行退火处理，温度为300℃，保温时间为1h，随炉冷却；步骤(2)旋压成形设备为数控旋压机，旋压成型的进给量为0.05～0.06mm。
13、优选的，所述多层药型罩的口径为60mm，锥角为60°，并且内层飞板的层数大于或等于1层，当飞板的层数大于一层时，相邻飞板之间通过设置支撑柱支撑固定。
14、有益效果
15、(1)本专利技术提供了一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法首先利用爆炸焊接技术制备界面强塑性匹配的多层金属复合板，再利用旋压成形技术制备多层药型罩，可得到无明显缺陷、微观组织结构良好的多层药型罩；所述方法制备的多层药型罩具有界面结合强度高、组织均匀性好等优势，在复合药型罩聚能射流x光测试中，可以看出射流具有良好的成形质量，与相同实验条件下的紫铜药型罩相对比，射流头部速度可提升3.8％，在制备多层药型罩领域具有极大应用潜力。
16、(2)本专利技术提供了一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法利用爆炸焊接可焊性窗口，对爆炸焊接的工艺参数(各层板材的厚度、层间距、炸药框高度、炸药爆速)进行了确定和优化，使爆炸焊接得到的三层金属复合板能够满足爆炸焊接界面的强塑性匹配，并且具有平直状的焊接界面，满足药型罩自身具有高中心对称度的要求；上述爆炸焊接参数的设计直接使制备得到的焊接复合板具有旋压成形所需的强度和塑性，避免成形过程中界面发生开裂，使爆炸焊接-旋压成形工艺制备多层药型罩工艺实现成为可能。
17、(3)本专利技术提供了一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法将基板放置在水平沙地上进行爆炸焊接，沙地水平松软，能够减少冲击波反射破坏焊接板。
18、(4)本专利技术提供了一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，所述方法工艺步骤简单，可以根据最终产品药型罩的参数需求，灵活调整各层板材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述药型罩的内层、中间层和外层板材的声阻抗依次降低；所述爆炸焊接复合板的界面剪切强度不低于各层板材中，界面剪切强度最低的板材的界面剪切强度的2/3，塑性不低于各层板材中，塑性最低的板材的塑性的2/3，抗弯强度大于各层板材的抗弯强度。
3.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：对爆炸焊接复合板进行退火处理，退火温度为300～500℃，保温时间为0.5～5h，随炉冷却。
4.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述粉末状工业炸药为膨化硝铵，向所述粉末状工业炸药中插入雷管，通过点燃雷管引爆炸药，还可以向膨化硝铵中加入珍珠岩粉末作为惰性物质来调节炸药爆速。
5.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述外层基板为铝板，中间层夹板为钢板或钛板，内层飞板为
6.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述多层药型罩的口径为60mm，锥角为60°，并且内层飞板的层数大于或等于1层，当飞板的层数大于一层时，相邻飞板之间通过设置支撑柱支撑固定。
7.根据权利要求3所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述粉末状工业炸药为膨化硝铵，向所述粉末状工业炸药中插入雷管，通过点燃雷管引爆炸药，还可以向膨化硝铵中加入珍珠岩粉末作为惰性物质来调节炸药爆速；所述外层基板为铝板，中间层夹板为钢板或钛板，内层飞板为铜板；基板、夹板和飞板的长、宽尺寸完全相同，厚度尺寸根据目标产品多层药型罩所述厚度进行选择；所述基板、夹板和飞板在爆炸焊接前进行了表面抛光处理，并用无水乙醇清洗；所述多层药型罩的口径为60mm，锥角为60°，并且内层飞板的层数大于或等于1层，当飞板的层数大于一层时，相邻飞板之间通过设置支撑柱支撑固定。
8.根据权利要求7所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述炸药框高度(H)为15～20mm，炸药爆速(D)为2300～2600m/s，装药密度为0.7～0.8g/cm3；对步骤(1)得到的爆炸焊接复合板进行退火处理，温度为300℃，保温时间为1h，随炉冷却；步骤(2)旋压成形设备为数控旋压机，旋压成型的进给量为0.05～0.06mm。
...【技术特征摘要】
1.一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述药型罩的内层、中间层和外层板材的声阻抗依次降低；所述爆炸焊接复合板的界面剪切强度不低于各层板材中，界面剪切强度最低的板材的界面剪切强度的2/3，塑性不低于各层板材中，塑性最低的板材的塑性的2/3，抗弯强度大于各层板材的抗弯强度。
3.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：对爆炸焊接复合板进行退火处理，退火温度为300～500℃，保温时间为0.5～5h，随炉冷却。
4.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述粉末状工业炸药为膨化硝铵，向所述粉末状工业炸药中插入雷管，通过点燃雷管引爆炸药，还可以向膨化硝铵中加入珍珠岩粉末作为惰性物质来调节炸药爆速。
5.根据权利要求1或2所述一种采用爆炸焊接及旋压成形制备多层药型罩方法，其特征在于：所述外层基板为铝板，中间层夹板为钢板或钛板，内层飞板为铜板；基板、夹板和飞板的长、宽尺寸完全相同，厚度尺寸根据目标产品多层药型罩所述厚度进行选择；所述基板、夹板和飞板在爆炸焊接前进行了表面抛光处理，并用无水乙醇清洗。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏万，刘开源，刘睿，周强，王天楚，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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