[实用新型]一种爆炸挤压生产无缝金属管材的装置

说明书

一种爆炸挤压生产无缝金属管材的装置及其使用方法，包括主体、爆炸腔和成型体，成型体内设置有圆柱形台阶孔，圆柱形台阶孔由直径较大的坯料孔和直径较小的定径孔连接而成，且坯料孔的一端与爆炸腔连通，定径孔的一端与外部连通；在主体上与成型体相对的另一侧设置有挡板，挡板上设置向爆炸腔内装填TNT炸药与引爆雷管组合体的装料孔。采用本实用新型加工无缝管可以避免过分依赖电力加工无缝金属管，在战争时期电力被破坏的情况下仍能利用TNT炸药作为能源加工出无缝金属管，且采用本实用新型加工的无缝管由于塑性变形速度快，在微观组织方面，可避免长时间加工导致的晶粒长大，所得到的微观组织晶粒细小，因此性能可较传统方法提高。

技术领域

本实用新型涉及到金属管材的热加工领域，具体的说是一种爆炸挤压生产无缝金属管材的装置。

背景技术

无缝管广泛应用于高压锅炉、船舶、武器等领域。无缝管的传统的制造技术主要有两种，一种是采用电能卧式油压机穿孔针挤压，另一种是轧制；相比之下，穿孔针挤压得到的无缝管强度高，常作为中小型武器上的炮管，例如迫击炮炮管等，但是传统的挤压方法对液压机的要求较高，不但要求液压机的吨位高，而且要求挤压速度快，挤压速度为150～400mm/s，这是因为如果挤压速度过慢，或管坯运送的过程过长，就会因为钢的温度下降而造成闷车，挤压不动，也成卡壳；如此之高的挤压速度依赖于大量并联泵的组合，这无疑加大了挤压机的成本；此外，挤压机体型庞大，需要较大的厂房和配套设施，对电力的要求也很高，一台能挤压半径为10mm～40mm无缝钢管的800T挤压机的总功率约为130kW 以上，能耗很大。此外在战争时期常有兵器企业电力被破坏的情况发生，因此传统用于生产无缝钢管的完全依赖于电力能源的挤压机将不能工作。

作者顾永山在文献《热挤压钢管机组》中提到挤出无缝钢管的一种穿孔针挤压方法，具体是先将钢坯加工成空心，然后在机械或者液压挤压机上通过穿孔针挤压成管材，穿孔针的外圆形成管材的内径，模具上的环形口形成管材的外径，这种方法的典型特征是采用机械力或者液压力实现，从挤压筒的预热到挤压完成，能耗巨大。

作者陈群立在文献《无缝钢管的热挤压技术探讨》中提到采用卧式挤压机挤出的管材截面尺寸范围为：外径16mm～120mm，内径6mm～90mm，挤压速度为200～300mm/s，穿孔速度为185mm/s；这种型号的挤压机的挤压筒加热和液压缸总功率之和大于300kW，在挤压前的准备工作中，挤压筒加热需要4h以上，相当于还没有开始挤压就已经耗电几百千瓦时；挤压机外形高度6.2m-7m，挤压机长度超过10m，加上配套生产线的其它辅助设备，占厂房总面积超过400m2，不但能耗巨大，而且占地面积大，造成极大的浪费。

由于以上传统穿孔挤压无缝管的方法能耗巨大。在公开号为CN103128122A的实用新型创造中提供一种高耐磨性能复合结构的无缝钢管穿孔针的制造方法，可解决普通穿孔针使用寿命低，穿孔质量差的问题，也具有一定的节能效果。具体是采用复合结构制造穿孔针，制造成本与单一材料制造的穿孔针相差很小，制备的合金涂层具有良好的力学性能。由于涂层硬度大、光洁度高，对管壁的摩擦作用小，因此可以提高穿孔质量。并且该穿孔针使用寿命大幅提高，对于减少穿孔针更换次数、节能减排。但是，该实用新型创造仍采用能耗巨大的液压机，虽然通过减小摩擦的方法来节能，但节能幅度较小。

TNT是一种负氧平衡的炸药，作者周霖在《爆炸化学基础》书中写出TNT在无限空中爆炸反应的方程式如下公式所示：

C7H5O6N3＝2.5H2O+0.188CO+5.15C+1.66CO2+1.5N2 (1)