[实用新型]钽-铜-不锈钢爆炸复合板

说明书

技术领域

本实用新型是用爆炸复合方法生产金属爆炸复合板，其属于复合板制造领域。

背景技术

金属钽是一种略呈蓝色的浅灰色金属，熔点高达2996℃，由于钽非常活泼，室温下在空气或水溶液中就能很容易发生氧化反应，形成一层在100℃以上仍然稳定致密的氧化膜（Ta2O5），使钽具有优异的抗酸、碱腐蚀的能力，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都无所反应。在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸等均有优秀的耐蚀能力，这样的情况在所有金属中是比较罕见的。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。因此，近来在化学工业中，钽的应用也逐渐增多。但由于钽是一种稀有金属，在地壳中的含量为0.0002％，且密度达16.6克/厘米3，使得单位体积的钽材比其他材料昂贵的多，限制了钽材的应用，因此只能在其他金属材料上复合一层较薄的钽材来降低设备制造成本，采用钽复合板，不仅充分利用了材料的特性——由钽作为接触强腐蚀介质的复层，由其他材料作为承受载荷的基层。

国内钽复合板的研发工作受爆炸复合工艺的限制，钽材与铁基材料复合的结合面产生脆性金属间氧化物，其脆性大，给后续加工增加很大难度，国内应用的钽复合板制作工艺一直以钽-锆-钛-钢四层进行爆炸复合来解决结合面脆性金属间化合物问题，但四层爆炸复合材料利用率低，生产周期长，制造风险大，成本依然不菲，不利于国内钽制设备的推广应用，更不利于国内化工业的发展。因此必须研发出新的钽钢复合板，这对降低设备制造成本、缩短设备制造周期将起到重要意义。

实用新型内容

本实用新型所解决的问题是，提出钽-铜-不锈钢爆炸复合板，以炸药作为能源，以纯铜作为过渡层，通过爆炸复合的方法生产钽-铜-不锈钢复合板。

本实用新型的技术方案是：由钽板、铜板和不锈钢板爆炸复合构成，铜板在钽板和不锈钢板中间，其中钽板的厚度在2-5mm，铜板厚度2-4mm，不锈钢板基板厚度为8-20mm。

钽-铜-不锈钢复合板的爆炸复合是把钽板作为接触腐蚀介质的第一层，不锈钢板作为承受载荷及的第三层，把铜板放在第二层以起到过渡的作用，因钽和铜属互熔性较好，钽铜结合面不会产生脆性的金属间化合物，可获得良好的延展性，改善后续加工性能，而铜和不锈钢之间的复合技术国内已经非常成熟，因此，通过过渡层铜板承上启下的作用，变向的实现了钽和不锈钢之间的直接复合。一次爆炸是在现场安装时，将钽－铜－不锈钢三层同时安装，钽与铜、铜与不锈钢之间预留适当的支撑间距，在钽板上面布置炸药，一次爆炸的方法直接生产钽-铜-不锈钢复合板。

本实用新型解决了面积不大于3㎡的钽-铜-不锈钢直接一次爆炸复合的问题，满足了国内化学工业发展的需要。

附图说明

图1为本实用新型一次爆炸安装的示意图。

图中：1.雷管  2．炸药  3．保护层  4．钽板  5．支撑块  6．铜板

7．支撑块  8．基板  9．基础。

具体实施方式

下面具体说明本实用新型的实施方式。

在复层钽板4和基层不锈钢板8之间增加一层过渡层铜板6，通过一次爆炸复合的方法，使之实现较大面积的连续焊接，满足ASTM B898－2005《活性和难熔金属复合板》标准的要求，贴合率大于99％，最小剪切强度τ_b ≥137.9Mpa。 

一次爆炸完成是在现场安装时将钽板放置在最上面作为第一层，第二层放置铜板作为中间过渡层，第三层放置不锈钢板作为最下面一层基板，为避免第一层钽板爆炸过程弯折角过大，钽板与铜板的支撑间距要比铜板与不锈钢板之间的支撑间距稍小。钽板厚度为δ3mm，铜板厚度δ2mm，板幅尺寸均为3100mm×1060mm（L×W），基板厚度为δ12mm 304不锈钢板，板幅尺寸为3060mm×1000mm（L×W），选用的主体炸药为粉状乳化炸药，粉状乳化炸药的参数为：爆速≥3200m/s，爆热4019KJ/Kg，爆温2596℃，爆压530Mpa，密度（0.95～1.25）g/㎝³，猛度（铅柱压缩值）≥15mm。钽板表面加以保护后均布炸药，引爆点放在钽复板中心，即两条对角线的交点，如图1。爆炸复合后，经热处理、矫平，按ASTM B898－2005《活性和难熔金属复合板》标准，对贴合率及剪切强度进行检测，达到A级标准，贴合率大于99％，剪切强度τ_b ≥137.9Mpa。

本实用新型提供了面积不大于3㎡的钽板，通过增加过渡层铜板和不锈钢板直接一次爆炸复合的方法来完成。