Взрывное формование - Explosive forming
Формовка взрывом - это метод обработки металла, при котором вместо пуансона или пресса используется заряд взрывчатого вещества. Его можно использовать для материалов, для которых установка пресса была бы недопустимо большой или требовала неоправданно высокого давления, и, как правило, она намного дешевле, чем создание достаточно большого и достаточно высокого давления; с другой стороны, это неизбежно индивидуальный производственный процесс, производящий по одному продукту за раз и с длительным временем настройки. Есть разные подходы; один заключается в том, чтобы поместить металлическую пластину на матрицу с вакуумированием промежуточного пространства с помощью вакуумного насоса, поместить всю сборку под воду и взорвать заряд на соответствующем расстоянии от пластины. Для сложных форм можно использовать сегментированный штамп для получения за одну операцию формы, которая потребует множества этапов изготовления, или для изготовления по частям и сварки вместе с сопутствующей потерей прочности в сварных швах. Часто наблюдается некоторая степень деформационного упрочнения в результате процесса формовки взрывчатым веществом, особенно в низкоуглеродистой стали .
Инструменты
Инструмент может быть изготовлен из стекловолокна для небольших серий, из бетона для крупных деталей при среднем давлении или из высокопрочного чугуна для работы под высоким давлением; в идеале инструмент должен иметь более высокий предел текучести, чем формируемый материал, что является проблемой, поскольку этот метод обычно рассматривается только для материала, который сам по себе очень труден в обработке.
История
Первое коммерческое промышленное применение взрывного формования в Соединенных Штатах началось в 1950 году и использовалось в 1970-х годах компанией Moore Company в Марселине, штат Миссури. Цель заключалась в том, чтобы сформировать металлические цилиндры специальной формы для использования в качестве центральной конструкции промышленных осевых лопастных вентиляторов. Это подробно описано в публикации НАСА 1967 года «Высокоскоростная металлообработка - обзор» на страницах 73, 82 и 83. В этой статье имя основателя компании Роберта Дэвида Мура-старшего неверно указано как «Э. Р. Мур». В конечном итоге Мур получил несколько патентов на задействованные процессы.
Формовка взрывом использовалась в 1960-х годах для аэрокосмической техники, например, для изготовления пластин скулового самолета - разведчика СР-71 и различных частей советских ракет; он продолжал развиваться в России, и в организационные комитеты таких мероприятий, как EPNM, как правило, входят многие члены из бывшего Советского Союза. Он оказался особенно полезным для изготовления высокопрочных гофрированных деталей, которые в противном случае пришлось бы фрезеровать из слитков, намного больших, чем готовый продукт. Примером может служить конструктор яхт, который изготовил корпуса лодок, сделав бетонный «бассейн», в который был помещен листовой металл, и, когда вода была заполнена и произведен взрывной взрыв, произвел полную форму корпуса.
В других случаях использования взрывчатых веществ в производстве используется эффект кумулятивного заряда , при котором взрывчатка непосредственно контактирует с обрабатываемым металлом; это использовалось для гравировки толстых железных пластин еще в 1890-х годах. См. Также снаряды взрывной формы для различных военных применений одной и той же технологии.
Взрывное формование анодных (пластинчатых) материалов вакуумных трубок
В конце 1950-х годов компания General Electric разработала приложение для пятислойных композитных материалов из листового металла, которые были созданы с использованием процесса взрывного формования. Инженеры GE использовали этот инновационный композитный материал для изготовления многослойных анодов для вакуумных трубок (так называемых «пластин») с превосходными характеристиками теплопередачи. Эта характеристика позволила GE создавать вакуумные лампы значительно большей мощности на основе существующих конструкций без дорогостоящих изменений конструкции, конструкции и инструментов, что обеспечило GE существенное конкурентное рыночное преимущество на растущем рынке усилителей Hi-Fi.
В январе 1960 года в современной технической литературе GE сообщалось, что этот пятислойный материал был прорывом в дизайне, сделавшим возможным новый 6L6 GC. 6L6GC был вариантом 6L6, способным рассеивать на 26% больше энергии по сравнению с идентично сконструированным 6L6GB. По словам инженера General Electric Р.Э. Мо, тогдашнего менеджера по проектированию на предприятии GE в Оуэнсборо, штат Кентукки, такое увеличение стало возможным благодаря применению улучшенного многослойного пластинчатого материала.
GE получила этот материал от фирмы из Техаса (Texas Instruments), которая, как сообщается, является источником пятислойного сырья, полученного методом взрывной ковки, указанного инженерами General Electric. Этот производитель использовал процессы взрывной ковки листового металла, ранее разработанные для другого заказчика (возможно, для ВМС США?). Разнородные материалы, образованные взрывным способом, значительно улучшили равномерность теплопередачи благодаря медному центральному слою.
Инженеры GE быстро увидели потенциал для улучшения характеристик теплопередачи в нескольких уже популярных конструкциях вакуумных трубок на основе пентодов и лучевых тетродов, включая 6L6GB, 7189 и, наконец, 6550. Применение пятислойного (Al-Fe-Cu-Fe) -Al) материал для изготовления анода решил проблему неравномерного тепловыделения на высоких уровнях мощности в анодных пластинах силовых пентодов, тетродов и триодов. Это неравномерное тепловыделение приводит к физическому деформированию пластины трубки. если позволить этому продолжаться, это точечный перегрев в конечном итоге приведет к короблению, которое позволяет физическому контакту и последующим коротким замыканиям между пластиной, решетками и формирователями пучка в трубке. Такие контактные шорты разрушают трубку.
Новое применение General Electric этого инновационного композита привело к созданию варианта 7189A, выпущенного в конце 1959 года, наряду с 6L6GC и другими вариантами. К 1969 году был разработан вариант 6550A, в котором использовались композитные материалы, изготовленные методом взрывной ковки. Применение GE позволило улучшить уровни мощности в ряде уже популярных ламповых конструкций, нововведение, которое помогло проложить путь для значительно более мощных ламповых стерео и усилителей для музыкальных инструментов в 1960-х и начале 1970-х годов.
использованная литература
GE Ham News, Vol 15, No. 1, Jan-Feb 1960, pp 1, pp 7, PE Hatfield, RE Moe