爆炸制备金属材料表面纳米层的方法

摘要

本发明涉及一种爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于：以炸药为能源，利用炸药爆炸产生的冲击载荷作用于材料背面，使材料获得大于600m/s的速度与刚性基座进行撞击，其撞击点压力大于10GPa，从而诱发与基座撞击的金属材料表面产生纳米层。本发明具有生产装置简单、制备效率高、制备面积大、易于工业化应用等特点，并且生成的纳米层不易脱落，从而实现提高工程金属材料表面性能的目的。

主权项

爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于，通过金属材料表面与刚性基座表面的爆炸撞击过程，在不改变基体材料组织与性能前提下，完成金属材料表面纳米层的制备，其包括如下步骤：(1)所述金属材料具有上表面和下表面或内外表面，将待处理的金属材料通过支撑物设置在刚性基座上端或内端或外端，使所述金属材料的下表面朝向所述刚性基座的上表面或所述金属材料的外表面朝向所述刚性基座的内表面或所述金属材料的内表面朝向所述刚性基座的外表面，并且所述金属材料的下表面与所述刚性基座的上表面、或所述金属材料的外表面与所述刚性基座的内表面、或所述金属材料的内表面与所述刚性基座的外表面间保持一定间隙s；(2)在所述的待处理的金属材料的上表面或外表面或内表面设置炸药层，以炸药为能源，所述炸药为爆速大于1800m/s的工业炸药，所述炸药的使用量为达到碰撞点压力在10GPa以上；(3)起爆炸药，利用炸药爆炸产生的冲击载荷作用于材料上表面或外表面或内表面，利用材料与基座间的间隙使材料加速，使材料获得大于600m/s的速度与刚性基座进行高速撞击，从而诱发材料撞击表面产生纳米层；其中，所述金属材料与基座的间隙s根据所述金属材料厚度与炸药层厚度进行具体确定，为：s≥0.2(δ+h)，其中δ为所述金属材料的厚度、h为粉状乳化炸药层厚度；所述基座的表面为平面或曲面，并且与所述待处理的平面或曲面金属材料的表面形状相对应，使得爆炸撞击时基座表面与待处理的金属材料表面实现良好的贴合。