一种高锰钢爆炸硬化方法及工艺流程

本发明涉及材料先进制作和材料表面处理领域，具体涉及一种高猛钢板爆炸硬化方法及其流程。

背景技术：

1、高锰钢具有优良的加工硬化、较高强度和韧性等特性，已被广泛用于铁路辙叉和相关的工程机械上。在高载荷、大通量服役条件下,高锰钢耐磨材料常常面临初始磨耗大的问题，产生严重的压溃塑性变形现象，从而降低了高锰钢的使用寿命。因此,为了提高高锰钢的使用寿命，人们利用预硬化处理技术来提高高锰钢表面强度和硬度,如冷轧变形、高速重击、水韧处理、爆炸硬化等。

2、高锰钢水韧处理是一种固溶处理，将高温下的高锰钢置入冷水中得到单一过冷奥氏体组织，从而提高钢的韧性。爆炸硬化则是通过爆炸产生的强烈冲击波作用到高锰钢,在宏观塑性变形程度很小的情况下,随冲击波传播在波前位置不断产生位错和孪晶而引起硬化。传统的爆炸硬化使用的炸药以黑索金、太安或奥克托今这类高猛炸药辅以聚合物、钝感剂、增塑剂等加工而成，使用时加工成板状或片状覆盖在高锰钢表面进行爆炸硬化。对于这类塑性炸药在战时其原料都是战略物质，获取困难，成本较高；其次这类塑性炸药制造工艺比较复杂，成品粘性小，导致炸药和工件之间存在空隙，影响爆炸硬化质量；粘性大，导致操作时粘手，操作不便容易引起覆盖工件不均匀，影响爆炸硬化质量。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明的目的是提供一种高锰钢爆炸硬化方法及工艺流程，本发明采用如下技术方案：

2、本发明一种高猛钢板爆炸硬化方法，包括：

3、步骤一：清洁，对高锰钢板除油除锈，保持高锰钢板表面洁净平整；

4、步骤二：配制液体炸药，将硝基甲烷含与乙二胺和乙酸纤维素混合后搅拌均匀；

5、步骤三：安装药型罩，将药型罩安装在高锰钢板上，将密封胶均匀的涂抹在药型罩与高锰钢板的连接部位；

6、步骤四：气密性检查，等密封胶固化后，对药型罩进行气密性检查；

7、步骤五：搭建装置，将横架横置在水箱上面中间位置，将安装好药型罩的高锰钢板放置在横架中心，向水箱注入清水；

8、步骤六：爆炸硬化，将液体炸药注入药型罩内，并将工业电子雷管安装到药型罩中，人员撤离后，使用工业电子雷管起爆液体炸药，使高锰钢板完成第一次硬化；

9、步骤七：干燥，对爆炸硬化后高锰钢板的表面进行清洁干燥处理；

10、步骤八：三次爆炸硬化，重复步骤三～七，对高锰钢板进行三次爆炸硬化。

11、进一步的，所述高锰钢板（101）厚度不小于5mm。

12、再进一步的，所述步骤二中液体炸药中的硝基甲烷的质量百分为85%～90%，乙二胺的质量百分比5%～10%，乙酸纤维素质量百分为5%～10%，三种成分混合后进行磁力搅拌，搅拌时间不低于15分钟，所述液体炸药从配制完成到使用时间不超过8小时。

13、再进一步的，所述步骤三中的药型罩采用pla塑料材质，通过3d打印一体成型，所述药型罩包括：壳体、加注口、排气孔和限高块，所述壳体内部长度和宽度略大于所述高锰钢板的长度和宽度，所述加注口与所述工业电子雷管适配，所述限高块顶端固定在所述壳体底面。

14、再进一步的，所述步骤三中的密封胶粘度为1×105～5×105mpa·s的粘稠液体，将所述密封胶均匀的涂抹在所述药型罩与所述高锰钢板连接部位，待所述密封胶固化后，对所述药型罩进行气密性检查，若出现漏气，需要在漏气位置继续添补所述密封胶，直至漏气停止，气密性检测合格。

15、再进一步的，所述步骤五中的所述横架为硬质塑料管搭建成框架结构，所述横架长度要大于所述水箱直径，宽度要小于所述高锰钢板宽度；所述水箱的开口面积不低于所述高锰钢板面积的5倍，所述水箱的深度不低于所述高锰钢板厚度的20倍，所述水箱内充满清水。

16、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：：

17、本发明所述的一种高猛钢板爆炸硬化方法及其工艺流程，爆炸硬化炸药采用以硝基甲烷为主要成分的液体炸药，硝基甲烷较高猛炸药更易获取，成本更低，同时使用液体炸药爆炸硬化能够完全避免炸药与工件之间存在空隙，装药较传统塑性炸药更均匀，爆炸硬化效果更有保障。

18、此外，本发明将爆炸硬化和水韧处理结合在一起，利用爆炸硬化之后高猛钢板表面的高温及时水韧，能够进一步提高高锰钢表面硬化强度和硬度。

1.一种高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于：所述高锰钢板（101）厚度不小于5mm。

3.根据权利要求1所述高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于：所述步骤二中液体炸药（103）中的硝基甲烷的质量百分比为85%～90%，乙二胺的质量百分为5%～10%，乙酸纤维素质量百分为5%～10%，三种成分混合后进行磁力搅拌，搅拌时间不低于15分钟，所述液体炸药（103）从配制完成到使用时间不超过8小时。

4.根据权利要求1所述高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于：所述步骤三中的药型罩（102）采用pla塑料材质，通过3d打印一体成型，所述药型罩（102）包括：壳体（201）、加注口（202）、排气孔（203）和限高块（204），所述壳体（201）内部长度和宽度略大于所述高锰钢板（101）的长度和宽度，所述加注口（202）与所述工业电子雷管（104）适配，所述限高块（204）顶端固定在所述壳体（201）底面。

5.根据权利要求1所述高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于：所述步骤三中的密封胶（105）粘度为1×105～5×105 mpa·s的粘稠液体，将所述密封胶（105）均匀的涂抹在所述药型罩（102）与所述高锰钢板（101）连接部位，待所述密封胶（105）固化后，对所述药型罩（102）进行气密性检查，若出现漏气，需要在漏气位置继续添补所述密封胶（105），直至漏气停止，气密性检测合格。

6.根据权利要求1所述高猛钢板爆炸硬化方法，其特征在于：所述步骤五中的所述横架（106）为硬质塑料管搭建成框架结构，所述横架（106）长度要大于所述水箱（107）直径，宽度要小于所述高锰钢板（101）宽度；所述水箱（107）的开口面积不低于所述高锰钢板（101）面积的5倍，所述水箱（107）的深度不低于所述高锰钢板（101）厚度的20倍，所述水箱（107）内充满清水。