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40cr合金钢管及其复合管的多层爆炸焊接技术

文章来源:山东聊城凯泰管业有限公司 人气:14 发表时间:2020/5/11 9:07:11

  属于爆炸焊接技术领域,特别涉及到一种将多层的非晶态合金薄膜固结成为40cr合金钢管,以及与普通金属材料焊接成复合管的柱对称 爆炸焊接方法。

  使用快淬技术可生产一系列的非平衡态新型合金,如:非晶态合金、准 晶、微晶合金等,其中非晶态合金最具有代表性,很多非晶态合金具有高硬 度、高强度、高耐蚀性、优异的软磁或硬磁性能等,是一大类优异的结构材 料与功能材料。由于快淬形成非晶态能力的限制,大量的非晶态合金只能是 粉末、鳞片和薄膜形态的,一般其特征尺度均在25~50μm左右,因而限制了 它们的应用领域,这就使三维尺度的块体非晶态合金制造技术成为世界性的 研究热点。

  目前,除对少数的特殊合金组成可用控制冷却方法制成非晶态合金块体 外,大量的生产技术均是采用一般的粉末冶金方法,如:热等静压、热挤压、 冷压结和爆炸烧结等制造非晶态块体合金。也有采用多层非晶态合金薄膜直 接进行爆炸烧结的研究,但由于没有掌握技术要点,没能实现薄膜间的冶金 结合[参见:A.E RAKHIMOV,JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE LETTERS,12(1993): 1891-1893]。采用粉末冶金技术,以粉末为原料的最大缺点是,无法使粉末 间达到理想结合,制出的块体合金中存在着孔隙、裂纹、氧化物夹杂等缺陷。 再者,由于非晶态合金有过热晶化的特点,因此也限制了许多热加工技术的 使用。非晶态合金的另外一个缺点是延性较差,延伸率一般只有1~2%,而 一般的爆炸焊接和冷加工方法对于这样的脆性材料是无法加工的,强烈的冲击与冷变形,会造成大量的断裂裂纹。

  本发明的目的是:提供一种多层非晶态合金薄膜的柱对称爆炸焊接方法, 用这种方法直接生产出管状非晶态合金块体及其与普通金属的复合管材。在 爆炸加工过程中,不仅对非晶态合金薄膜达到爆炸压实,同时产生爆炸焊接, 达到真正的冶金结合,并且保证非晶态合金不发生过热晶化与冲击断裂。

  实现本发明的技术方案如下:

  由于爆炸焊接方法的特殊性,除焊接界面外,材料基体温升很小,基本上属于冷加工范畴,有利于保证非晶态合金微观结构的无序性,可防止合金的过热晶化。首先,采用薄膜作为原料与采用粉末原料相比,更便于预先对 原料的清洁处理。其次,爆炸焊接的界面自清理作用,可消除表面氧化膜, 达到理想的焊合。采用外爆炸的柱对称焊接方法,可使非晶态合金在爆炸焊 接过程中不产生焊接要求以外的变形,因此,可控制工件不发生断裂。


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