【摘要】：爆炸壓焊-擴(kuò)散燒結(jié)法是一種全新的爆炸加工方法,該方法將爆炸壓實(shí)、爆炸焊接和擴(kuò)散燒結(jié)有機(jī)的結(jié)合在一起,具有裝置簡單,效率高、制備出的涂層致密度高、結(jié)合強(qiáng)度高等特點(diǎn),是一種具有廣闊應(yīng)用前景的爆炸加工方法。本文以鎢銅(W-Cu)材料作為研究對象對爆炸壓焊-擴(kuò)散燒結(jié)法的技術(shù)方法及宏、細(xì)觀結(jié)合原理進(jìn)行了深入的研究。首先,介紹了爆炸壓焊-擴(kuò)散燒結(jié)法的工藝流程,給出了還原燒結(jié)、爆炸壓焊、擴(kuò)散燒結(jié)的基本原理。在爆炸壓焊基本原理中提出要想獲得高質(zhì)量的涂層必須要實(shí)現(xiàn)涂層的壓實(shí),涂層顆粒間的爆炸焊接和涂層與基體間的爆炸焊合,其中只要壓力達(dá)到涂層中粉末發(fā)生爆炸焊接的條件,涂層顆粒間就可以發(fā)生焊接、涂層與基體間也可以發(fā)生爆炸焊合。給出了涂層爆炸壓實(shí)所需壓力和涂層粉末顆粒發(fā)生爆炸焊接所需壓力的計(jì)算方法。并提出選取這兩個(gè)壓力中較大的那個(gè)壓力作為爆炸壓焊所需的壓力。其次,使用爆炸壓焊-擴(kuò)散燒結(jié)法在銅錐形罩的內(nèi)表面制備了W-Cu涂層,證明該方法不僅可以在板材表面?zhèn)渫客繉舆�可可異形結(jié)構(gòu)構(gòu)面面制涂層。。在制涂層層過程程中引引其他的雜質(zhì)且鎢、銅分布均勻。通過研究鎢顆粒尺寸、鎢含量與爆速對爆炸壓焊焊--u涂層的影響,發(fā)現(xiàn)爆爆對涂層的致密度影響很很,鎢顆粒尺寸、鎢含量對涂層的微觀形貌影響很很。使用水下爆炸壓焊裝置在銅基體表面制備出了W--u涂層,使制備備面積的涂層材料成為可能。并使用該方法制備出了高致密度的W--u梯度材料,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)鎢含量比較低時(shí)該方法可避免W--u涂層中鎢顆粒的長長,但當(dāng)鎢含量比較高時(shí),粉粉層中的鎢顆粒還是是長長。分析出鎢顆粒發(fā)生長長的原因是在爆炸產(chǎn)生的壓力作用下下--u顆粒粒劇烈的摩擦導(dǎo)致局部區(qū)域的溫度急劇上升所致。然后,對爆炸壓焊的宏觀機(jī)理進(jìn)行研究。提出了了種計(jì)算多孔混合物的方法,該方方先是通過混合物疊加原理得出密實(shí)混合物的Hugoniot曲線,然后對密實(shí)混合物的的ugoniot曲線進(jìn)行等壓外推得出多孔(粉粉)混合物的Hugoniot曲線。將等壓推廣得出的多孔材料的Hugoniot曲線代代到數(shù)值模模中,使用軟件對爆炸壓焊制備涂層的宏觀過程進(jìn)行數(shù)值模模,得出涂層中的沖擊波演化規(guī)律。通過飛板加載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沖擊波波射角度對涂層與基體能否焊接起著至關(guān)重要的作用,在高壓力下正沖擊波波射時(shí),涂層與基體出現(xiàn)了分離的現(xiàn)象,使用用維沖擊波界面反射原理解釋了正正射沖擊波作用下涂層層基體分離的原因,并指出涂層層基體的結(jié)合是由于涂層與基體的內(nèi)碰撞造成的。最后,對爆炸壓焊的細(xì)觀機(jī)理進(jìn)行研究。通過試驗(yàn)得出在爆炸壓焊中涂層與基體的的觀連接方式有爆炸焊接、摩擦焊接、射流侵徹、液相燒結(jié)。使用SPH方法對細(xì)觀孔隙的閉合過程進(jìn)行數(shù)值模擬,得出的細(xì)觀連接方式與試驗(yàn)相同。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散燒結(jié)可以消除材料內(nèi)部的缺陷,并證明了涂層與基體間存在元素的擴(kuò)散。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB34;TG174.4
【圖文】：

飛板邐一邐鋼模逡逑圖１．１邋ＬａＲｏｃｃａ和Ｐｅａｒｓｏｎ的粉末壓實(shí)裝置逡逑（ａ）單向軸對稱壓實(shí)裝置；（ｂ）雙向軸對稱壓實(shí)裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｐｏｗｄｅｒ邋ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｕｓｉｎｇ邋ｂｙ邋ＬａＲｏｃｃａ邋ａｎｄ邋Ｐｅａｒｓｏｎ逡逑（ａ）邋Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ邋ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ邋ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ；逡逑（ｂ）邋Ｔｗｏ－ｗａｙ邋ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ邋ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑：＾逡逑腿氣體逡逑；＼邐；邋｜邋；，邐q婧洳ㄥ澹潁椋皺義舷露巳握ㄒ╁義賢跡保步喲ケǖ鬧岫猿票ㄑ故底爸緬義希疲椋紓澹保插澹粒椋螅恚恚澹簦潁椋沐澹澹穡歟錚螅椋錚鑠澹悖錚恚穡幔悖簦椋錚鑠澹洌澹觶椋悖邋澹錚駑澹悖錚睿簦幔悖翦澹澹穡歟錚螅椋錚鑠義希玻義

本文編號：2739658