[发明专利]大面积银-钢爆炸焊复合钢结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属板及爆炸复合制备工艺，属于金属复合板制造领域。

背景技术

随着工业技术的发展，许多新兴领域对材料的要求也越来越高，纯金属或合金已很难完全满足对其综合性能的需要。异种金属复合板材集不同金属的物理、化学及力学性能于一体，具有比单一金属材料更为优异的综合性能，已得到许多行业的重视和使用。目前，市场上常见的金属复合板主要有钛钢复合板、铝钢复合板、铜钢复合板、镍钢复合板等。虽然这些复合板材在许多方面具有较好的性能，但仍很难满足在如高端电子电器、高端装备、军事、航空航天等领域中一些对导电、导热性能要求很高的部件中的使用。

在所有金属材料中，纯银具有最高的导电和导热性能，且具备优异的延展性，能很好地满足大部分特殊行业对导电和导热的要求，但问题是纯银的力学强度较差，且价格昂贵，成本很高。

目前市场上银-钢复合材料主要是通过摩擦焊、镀层、冶金喷涂等工艺获得，获得的银-钢复合材料产品面积小、银覆层薄、结合强度低等缺点，且不能长期高温使用。而目前关于钢(不锈钢)-银两种板材的爆炸焊接还未见公开报道。也未见有复合厚度超过0.5mm银板的不锈钢-银复合板材的出现。

利用爆炸焊接即利用炸药做能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很有实用价值的高新技术。其最大特点是在瞬间能将金属组合，简单、迅速和强固的焊接在一起。与轧制、堆焊、浇铸等焊接技术相比爆炸焊接技术的优点在于：

广泛的材料适应性的可焊性，适用于大多塑料金属或合金：尤其是对于大面积金属的焊接，可以说是唯一的连接方法：不仅适用于相溶性金属的组合，而且适用于非相溶性金属的组合，也适用于易产生脆性金属间化合物的金属基合金；具有良好的易热性，低的界面电阻，结合区无热影响区构成良好的接头性能，瞬间的热过程使界面没有或仅有少量的溶化。

发明内容

本发明目的是，提供一种解决的技术问题，提供一种简单、快速、强度大、质量高、面积大的银-钢爆炸焊复合结构及其制备大面积银-钢复合板的方法。

大面积银-钢爆炸焊复合结构，包括银板钢板爆炸焊复合：银板的厚度在1～2mm，基板厚度为10-50mm钢板，长3～5m，宽3～4m，面积9～20m²；

大面积银-钢复合板的爆炸焊接方法，包括以下步骤：

1)银-钢复合板，银板的厚度在1～2mm，基板厚度为10-50mm钢板，长3～5m，宽3～4m，面积9～20m²；

2)钢板基材处理：超声波探伤，确定无线状缺陷后校平，钢板不平度＜3㎜/m；且整板面≤10㎜/全长(宽)；将钢板放平，使用砂带打磨机进行打磨，清除表面杂物，使表面光洁、平整，表面粗糙度为Ral2.5μm,再进行抛磨光洁；

3)银覆层板处理：保证板面不平度＜4㎜/m；且整板面≤8㎜/全长(宽)；放平，使用低速砂带打磨光洁或滚压法使表面光洁；当覆层板的尺寸过小时，再作覆层处理之前进行拼接；

4)涂刷及配对：将银覆层板置炸药面涂刷复材保护剂紧密贴附覆层保护膜(气相纸)，赶出气泡，然后和钢版配对，配对后银覆层板和钢板之间通过纤维粘垫隔离放置，避免直接摩擦而损坏覆层板表面；

5)爆炸复合：将钢板平放在作业台上，覆层板在其上平行放置，中间放置支撑、如特制“N”形支撑，支撑以中心呈发散状布置，在覆层板外表面分3段放置炸药，通过雷管引爆，在高制动压力下，覆层板和钢板的表面就牢固结合；

6)检测：爆炸复合后，复合钢板经UT检测；

在银覆层板外表面分长度方向分5个区域放置炸药，中央A区域放置第一炸药如1#低爆炸药，邻接中央A的两侧的B区域放置第二炸药即2#低爆炸药，两端边缘C区域放置第一炸药如1#低爆炸药，第一炸药爆速高于第二炸药爆速。

布药参数如表1；1#低爆炸药的爆速为2200～3200mm/s、厚度为20—25㎜、密度为0.6g/cm³～0.85g/cm³,2#低爆炸药的爆速为1800～2000mm/s、厚度为20—25㎜、密度为0.7g/cm³～0.9g/cm³,在中心处放置插入雷管引爆，在高制动压力下，覆层板和钢板的表面就牢牢的结合在一起；

表1：布药参数单位：mm

当银覆层板厚度≥5㎜时，周边应开槽：槽的中心线与银覆层边缘线的距离为10-20㎜，槽深为2-4㎜。