ZN-22wt.%Al合金在雷管延期体中的可行性应用研究

摘要

工业雷管延期体生产环节使用了大量的重金属铅,严重污染了自然环境并对人体造成巨大危害,本文提出采用室温超细晶材料Zn-22wt.％Al共析合金替代铅来生产工业雷管延期体,实现雷管延期体的非铅化。
　　 Zn-22wt.%Al合金通过360℃、24小时的均匀化处理+水淬的热处理方式可以有效地细化晶粒,获得细小的两相组织,其平均晶粒尺寸约为0.5μm,提高了室温下的塑性变形能力。
　　 由于管材的力学性能不易测试,本文采用热挤压棒材的方法来研究挤压温度和挤压比对Zn-22wt.%Al合金室温力学性能和微观组织的影响,进而为管材的制备提供工艺参数指导。实验结果发现,在200Κ～350℃的挤压温度和8、16、32的挤压比范围内,挤压温度越低、挤压比越小,合金的晶粒越细小,越有利于实现Zn-22wt.%Al合金室温下低流变应力和高延展性,并在挤压温度200℃、挤压比为8、应变速率为10-3S-1时获得了室温下267%的延伸率和105MPa的极限抗拉强度。
　　 本文自行设计了一套管材的平面分流挤压模,并通过Deform软件对挤压过程进行了仿真模拟,结果发现焊合室高度对管材的焊合质量的影响很大,而挤压温度(200℃、250℃)的影响却不明显,当焊合室高度为8mm时管材容易出现焊缝,高度为15mm时焊合良好,并通过YJJ-500B型卧式挤压机成功制备出焊合质量良好Φ20×4.6mm的Zn-22wt.%Al合金管。
　　 拉拔实验中,将Zn-22wt.%Al合金管材由Φ18mm成功拉拔至Φ12mm,但受限于现有设备,若要继续将合金管拉拔至雷管延期体所要求的Φ4.5mm还存在一定困难,在此也提出了一系列改进措施和方法。实验同时也证明了Zn-22wt.%Al合金管在拉拔过程中不会发热过大,这一点非常适合于制备雷管延期体。总体上来看,Zn-22wt.%Al合金具有优良的可挤压性和一定的可拉拔性,将其应用于雷管延期体具有一定的研究前景和可行性,但仍需要继续探索。